4.1 Aufgaben zum Kapitel Vom Anwender zur digitalen Schaltung

Aufgaben zum Kapitel Vom Anwender zur digitalen Schaltung

Aufgabe 1

Aufgabe

 Aufg. : Von-Neumann-Architektur

Beschreibe die einzelnen Bestandteile eines von-Neumann-Rechners und ihre Aufgaben.

Fertige zusätzlich eine Skizze an, die den Aufbau der Von-Neumann-Architektur beschreibt.

Aufgabe 2

Aufgabe

 Aufg. : Von-Neumann-Flaschenhals

Erläutere: Wodurch kommt es zum Von-Neumann-Flaschenhals? Die CPU fordert während der Abarbeitung des Programms zum Einen die Programmbefehle über den Datenbus an, muss aber auch die zu verarbeitenden Daten holen und wieder im Speicher ablegen.Wie man damit leicht einsieht, ist das Verbindungssystem zwischen dem Prozessor und dem Speicher ein Engpass

Aufgabe 3

Aufgabe

 Aufg. : Von-Neumann-Zyklus

Zähle (ohne nähere Erläuterung) die fünf Phasen des Von-Neumann-Zyklus in der korrekten zeitlichen Reihenfolge auf!

Aufgabe 4

Aufgabe

 Aufg. : 8-Bit-Register

Skizziere ein 8-Bit-Register mit seinen Eingangs- sowie Ausgangsleitungen. Benenne die jeweiligen Leitungen!

(Auf das Zeichnen einzelner Gatter oder Flip-Flops kann verzichtet werden.)

Aufgabe 5

Aufgabe

 Aufg. : Bitfolge in ein Register schreiben

In ein 8-Bit-Register soll die Bitfolge „0 1 0 1 0 1 0 1“ geschrieben werden. Welche Werte müssen dazu an den jeweiligen Eingangsleitungen des Registers anliegen?

Aufgabe 6

Aufgabe

 Aufg. : Rund um diese Komponente

Beschreibe die Funktionsweise der folgenden Komponente. Wozu dient sie? Benenne die Bestandteile der Komponente und gehe auch auf die Signale an den Eingangsleitungen ein.

 Abb. : Um diese Komponente geht es in dieser Aufgabe

CC-BY

Aufgabe 7

Aufgabe

 Aufg. : Flip-Flop

Die folgende Abbildung zeigt ein Flip-Flop, welches genau ein Bit speichern kann.

 Abb. : Flip-Flop

CC-BY

• Wofür steht die Abkürzung „S“ im gezeigten Flip-Flop?

• Wofür steht die Abkürzung „R“ im gezeigten Flip-Flop?

• Was bedeutet der Querstrich über dem Q, also dem unteren Ausgang des gezeigten Flip-Flops?

• Was passiert bei dem gezeigten Flip-Flop, wenn an beiden Eingangsleitungen (S und R) jeweils der Wert "1" anliegt?

Aufgabe 8

Aufgabe

 Aufg. : Ermittle die Werte

Betrachte diese elektrische Schaltung:

 Abb. : Um diese Komponente geht es in dieser Aufgabe

CC-BY

Vervollständige die folgende Tabelle, indem du ausgehend von den Werten an den Eingangsleitungen und dem aktuellen Inhalt des Flip-Flops jeweils den zu erwartenden neue Wert im Flip-Flop sowie den zu erwartenden Wert an der Output-Leitung ermittelst und einträgst:

Input	Select	Write	Flip-Flop	Flip-Flop (neu)	Output
1	1	1	0
0	1	1	0
0	1	0	1
0	0	0	1
0	1	0	0

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