4.1 Aufgaben zum Kapitel Vom Anwender zur digitalen Schaltung

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Erläutere: Wodurch kommt es zum 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
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== Aufgabe 3 ==
== Aufgabe 3 ==
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Zähle (ohne nähere Erläuterung) die fünf Phasen des Von-Neumann-Zyklus in der korrekten zeitlichen Reihenfolge auf!
Zähle (ohne nähere Erläuterung) die fünf Phasen des Von-Neumann-Zyklus in der korrekten zeitlichen Reihenfolge auf!
1 Fetch - Hole den nächsten Befehl.
2 Decode - Dekodiere den Befehl.
3 Fetch Operands - Hole benötigte Operanden.
4 Execute - Führe den Befehl aus.
5 Write back - Schreibe das Ergebnis zurück.
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== Aufgabe 4 ==
== Aufgabe 4 ==
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== Aufgabe 5 ==
== Aufgabe 5 ==
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* Wofür steht die Abkürzung „R“ im gezeigten Flip-Flop?
* Wofür steht die Abkürzung „R“ im gezeigten Flip-Flop?
Der Eingang S setzt den Ausgang des Flipflops in den Zustand „gesetzt“ (S=set). Der Eingang R setzt den Ausgang zurück und versetzt das Flipflop in den Zustand „zurückgesetzt“ (R=reset). Die Eigenschaften des RS-Flipflops und anderer Flipflop-Arten werden weiter unten detaillierter erläutert.
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* Was bedeutet der Querstrich über dem Q, also dem unteren Ausgang des gezeigten Flip-Flops?
* Was bedeutet der Querstrich über dem Q, also dem unteren Ausgang des gezeigten Flip-Flops?
der negierte Wert von Q
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* Was passiert bei dem gezeigten Flip-Flop, wenn an beiden Eingangsleitungen (S und R) jeweils der Wert "1" anliegt?
* Was passiert bei dem gezeigten Flip-Flop, wenn an beiden Eingangsleitungen (S und R) jeweils der Wert "1" anliegt?
Aber wenn Sie beide R und S auf 1 gesetzt haben wir, dass Q = 0 und Q' = 0
gleichzeitig. Dies widerspricht der Beziehung Q = Q'
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== Aufgabe 8 ==
== Aufgabe 8 ==
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Version vom 22. April 2016, 16:06 Uhr

Aufgaben zum Kapitel Vom Anwender zur digitalen Schaltung


Aufgabe 1

Aufgabe

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

Erläutere: Wodurch kommt es zum Von-Neumann-Flaschenhals?


Aufgabe 3

Aufgabe

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


Aufgabe 4

Aufgabe

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

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

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

Speicherzelle02.jpg


Aufgabe 7

Aufgabe

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

Flip-Flop.jpg


  • 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

Betrachte diese elektrische Schaltung:

Speicherzelle02.jpg


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