2.1.5.1 Aufbau und Arbeitsweise eines Registers
Register sind gemäß ihrer Definition kleine Speichereinheiten, die sich direkt auf der CPU befinden. Den internen Aufbau und die Arbeitsweise eines 8-Bit-Registers erläutert das folgende Video.
Ein Register besteht aus einzelnen Speicherzellen. Jede Speicherzelle kann dabei den Wert von genau einem Bit aufnehmen. Ein Register der Breite acht besitzt demnach acht Speicherzellen. Jede Speicherzelle verfügt über eine separate Input- sowie Output-Leitung. Die Select- und Write-Leitung steht einmal für alle Speicherzellen zur Verfügung.
Der interne Aufbau einer einzelnen Speicherzelle sieht wie folgt aus:
Die Speicherzelle besteht aus einem sogenannten RS-Flip-Flop, drei UND-Gattern, einem NICHT-Gatter sowie der notwendigen Verdrahtung.
Das folgende Video erklärt die Arbeitsweise der Speicherzelle:
Hier folgen die im Video gezeigten Wahrheitstafeln der UND-Gatter:
Aufgabe 4
Im RS-Flip-Flop ist der Wert Null gespeichert. Die Eingangsleitungen besitzen folgende Werte:
- Input = 1
- Select = 1
- Write = 0
Welcher Wert wird unter diesen Voraussetzungen für den Ausgang (Output) der Speicherzelle ermittelt?
Aufgabe 3
Im RS-Flip-Flop ist der Wert Eins gespeichert. Die Eingangsleitungen besitzen folgende Werte:
- Input = 1
- Select = 1
- Write = 0
Welcher Wert wird unter diesen Voraussetzungen für den Ausgang (Output) der Speicherzelle ermittelt?
Aufgabe 1
Welchen Wert gibt das RS-Flip-Flop am Ausgang Q aus, wenn beide Eingänge gleich Null sind (S=0, R=0)?
Aufgabe 2
Welchen Wert gibt das RS-Flip-Flop am Ausgang Q aus, wenn beide Eingänge gleich Eins sind (S=1, R=1)?
Hinweis
Die hier verlinkte Online-Ausgabe eines Lehrtextes der Otto-Friedrich-Universität Bamberg liefert in Kapitel 5.2 und 5.3 detailliertere Informationen zum Aufbau eines Registers und seiner Speicherzellen. In weiteren Kapiteln finden sich darüber hinaus ergänzende Erläuterungen zum Themengebiet. Die Lektüre dieser Quelle sei unter Beachtung der geltenden Lizenz ausdrücklich empfohlen.
Autoren: Martin Eisenhardt, Andreas Henrich, Stefanie Sieber
Rechner- und Betriebssysteme, Kommunikationssysteme, Verteilte Systeme
http://www.uni-bamberg.de/fileadmin/uni/fakultaeten/wiai_lehrstuehle/medieninformatik/Dateien/Publikationen/2007/eisenhardt-rbkvs-1.0.pdf
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