Aufgaben zum Kapitel Vom Anwender zur digitalen Schaltung


Aufgabe 1

Aufgabe
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
Von-Neumann-Flaschenhals

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


Aufgabe 3

Aufgabe
Von-Neumann-Zyklus

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


Aufgabe 4

Aufgabe
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
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
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.

Speicherzelle02.jpg


Aufgabe 7

Aufgabe
Flip-Flop

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
Ermittle die Werte

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