Rechnerarchitekturen und Betriebssysteme HS 2015
|
|
|
- Ludo Maurer
- vor 8 Jahren
- Abrufe
Transkript
1 Rechnerarchitekturen und Betriebssysteme HS 2015 Corinna Schmitt, Florina Ciorba Christian Tschudin
2 Teil Rechnerarchitekturen - M01 Architektur, Schaltnetze, Flipflops, ALU Corinna Schmitt corinna.schmitt@unibas.ch
3 Architekturen 2015 Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 3
4 Rechner- / Betriebssystemarchitekturen! Turingmaschinen ein theoretisches Konzept: Wie kann in der materiellen Welt gerechnet werden? Tonband? Konrad Zuse benutzte Relais! Betriebssysteme-Software Wie soll ein Betriebssystem (OS) organisiert sein? Was für Dienste soll ein OS bieten?! Koppelung der beiden Themen Wie muß Hardware spezifische OS-Aufgaben unterstützen? Welche werden durch Hardwaresupport ermöglicht? Beispiel: Virtueller Speicher 2015 Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 4
5 Geschichte (1) Stationen von ! A. Riese ( ; Staffelstein) Rechengesetze zum Dezimalsystem! W. Schickard ( ; Tübingen) Erste Rechenmaschine! B. Pascal ( ; Clermont) Rechenmaschine mit 6 Stellen! G. Leibniz ( ; Leipzig) Maschine für vier Grundrechenarten! P. Hahn ( ; Kornwestheim) 1. mechanische Rechenmaschine 2015 Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 5
6 Geschichte (2) Stationen von ! Charles Babbage ( ) Prinzip der Analytical Engine! Hermann Hollerith ( ) Erfinder der Lochkarte 2015 Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 6
7 Konrad Zuse: Erster funktionstüchtiger Computer (Z1)! Mit der aufkommenden Elektrotechnik wurde auf elektromechanische Bauteile gesetzt. Solche Maschinen wurden in den 1940er Jahren von Konrad Zuse in Berlin gebaut. Elektromechanische Z3 besaß ca Relais und 64 Speicherplätze mit jeweils 22 Bits. Multiplikation in etwa 3 Sekunden Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 7
8 Nachgebaute Z1, Konrad Zuse 2015 Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 8
9 Howard H. Aiken: Mark I! Howard Aiken erstellte 1944 in Zusammenarbeit mit der Harvard University und der Firma IBM die teilweise programmgesteuerte Rechenanlage Mark I. Bestand aus ca Teilen. War ca.15m lang. Addition in 1/3 Sekunde. Multiplikation in etwa 6 Sekunden Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 9
10 John von Neumann: Architektur (1)! Mitte der 1940er Jahre entwickelte John von Neumann die Fundamentalprinzipien einer Rechenanlage. Rechenwerk, Steuerwerk, I/O, Verbindungen Programm und Daten im Speicher Schritt für Schritt Bearbeitung von Befehlen Bedingte Sprünge und Verzweigungen 2015 Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 10
11 John von Neumann: Architektur (2)! Das Programm ist in der Maschine und wird wie Daten behandelt. Memory beherbergt Instruktionen und Daten Zentrale Kontrolleinheit holt Instruktionen aus dem Speicher Arithmetischer Prozessor Input/output- Mechanismen für den Datentransfer Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 11
12 John von Neumann: Architektur (3)! Modernes Diagramm der von Neumann Architektur 2015 Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 12
13 Andere (Computer-) Architekturen! Dataflow Der Kontrollfluss wird nicht durch eine Zentraleinheit bestimmt, sondern durch die Daten, die durch ein Netz von Recheneinheiten fließen.! DNA Daten werden als Proteine repräsentiert. Enzyme bearbeiten sie.! Quanten-Computing Zustandswahrscheinlichkeiten parallel bearbeiten Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 13
14 Digitalcomputer! Hypothetische Aufgabe an Sie: Bauen Sie einen digitalen Computer von Grund auf. Welt ist analog, darin digitalen Computer realisieren.! Was wählen Sie? Elektronisch (sind wir gewohnt) Mechanisch (siehe Babbage) Optisch (immer noch Forschung, erst ansatzweise) Elektromechanisch (Z1 - Konrad Zuse 1937) Röhren Ermeth Stiefel/Rutishauser/Speiser@ETHZ Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 14
15 ERMETH im Kommunikationsmuseum Bern 2015 Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 15
16 Rückgriff auf Vorlesung Theorie der Informatik 2015 Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 16
17 Aussagenlogik (1)! Aussagenlogik: UND, ODER, NICHT etc.! Abstrakte Funktionen, abstraktes Rechenmodell, Sprachen! Wie sollen Berechnungen in Realität implementiert werden?! Darstellungsfrage (in Aussagenlogik auch Modell genannt): Wahrheitswerte in reale Sachverhalte abbilden Verknüpfungsoperationen ebenso 2015 Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 17
18 Ansatz Digitalcomputer! Darstellung eines binären Wertes,! dazu logische Grundoperationen,! daraus arithmetische Operationen und Programmflusssteuerung realisieren Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 18
19 Graphische Darstellung von Logik-Gattern! (Mind.) Drei verschiedene Darstellungen US, Europa, IEEE 2015 Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 19
20 Logische Schaltungen: Spannungspegel! Auch Logikpegel genannt! Wahrheitswerte durch unter- Verbotener Bereich schiedliche Signalpegel darstellen! Binärcodierung erfordert zwei Spannungspegel High / Low Verbotener Bereich = keine eindeutige Signalspannung " keine Logikwertzuordnung möglich! Wechsel zwischen Logikpegeln erfordert sog. Mindest-Flankensteilheit Signalflanke 2015 Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 20
21 Logische Schaltungen mit elektromechanischen Relais 2015 Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 21
22 Logische Schaltungen mit Transistoren! Verschiedene Generationen! RTL = Resistor-Transistor Logic! TTL = Transistor-Transistor Logic! MOS = Metal-Oxide Semiconductor Logic! CMOS = Complementary Metal-Oxide Semiconductor Logic! Beispiele in nachfolgenden Folien 2015 Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 22
23 RTL Implementierung: Inverter 2015 Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 23
24 RTL Implementierung: NOT (NOT-OR) 2015 Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 24
25 RTL Implementierung: NAND (NOT-AND) 2015 Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 25
26 Warum NAND und NOR?! Mit Transistoren einfach zu realisieren.! Als Grundbausteine, um die anderen Gatter zu implementieren NOT, AND, OR etc Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 26
27 Konfektionierung von Gattern: DIL (dual in-line)! Noch heute so erhältlich Siehe Baukasten in den Übungen! Heutzutage: Custom made (ASIC) Programmable logic arrays (PLA/PAL) Fiel-programmable gate arrays (FPGA) 2015 Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 27
28 Beispiel: XOR! Es handelt sich also um eine Schaltung, bei der sich am Ausgang A ein niedriges Potential (L) einstellt, wenn an beiden Eingängen das gleiche Signal liegt.! Solche Schaltungen werden in genormten Gehäusen geliefert, die Dual In-line Packages / Gehäuse genannt werden Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 28
29 Zurück zur Vorlesung Rechnerarchitekturen und Betriebssysteme 2015 Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 29
30 Asynchrone und synchrone Schaltwerke Flipflops 2015 Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 30
31 Definitionen für Schaltwerke! Werden alle Zustandsspeicher von einem oder mehreren zentralen Synchronisationssignal(en) T (Takt) gesteuert, so spricht man von einem synchronen Schaltwerk.! Anderenfalls spricht man von einem asynchronen Schaltwerk.! Die Synchronisation über einen Takt kann flankengesteuert und pegelgesteuert sein Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 31
32 Pegelsteuerung! Der Speicher ist während einer Takthälfte transparent, während der anderen speichert er.! Die Eingänge wirken sich nur auf den Zustand aus, wenn der Takt z.b. den Wert 1 hat. Ist der Takt 0, wird der Zustand gespeichert.! Nachteil: Die Eingangssignale können sich während der aktiven (transparenten) Taktperiode mehrfach ändern.! Einfachste Realisierung: Konjunktive Verknüpfung jeder Eingangsvariablen mit dem Takt.! Pegelgesteuerte Zustandsspeicher werden auch Latches genannt Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 32
33 Flankensteuerung! Nur während der positiven (0 1) oder der negativen (1 0) Taktflanke werden die Eingabewerte in den Speicher übernommen.! Vorteil: Eingänge müssen nur für eine sehr kurze Zeitspanne gültig sein (und nicht über eine ganze Takthälfte wie bei der Pegelsteuerung). die Auswertezeitpunkte sind exakter definiert 01-Übergang 10-Übergang Schaltsymbol für einen flankengesteuerten Takteingang 2015 Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 33
34 Synchrone Schaltwerke vs. Asynchrone Schaltwerke (1)! Synchrone Schaltwerke: Mittlere und größere Schaltwerke werden fast immer als synchrone Schaltwerke entworfen.! Vorteil: Leichter zu analysieren und zu entwerfen als asynchrone Schaltwerke.! Grund: Synchrone Schaltwerke sind unabhängig von (teilweise fertigungsabhängigen) Verzögerungszeiten Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 34
35 Synchrone Schaltwerke vs. Asynchrone Schaltwerke (2)! Wird die Dauer des Taktes nun größer als die maximale Verzögerungszeit im Schaltnetz gewählt: Die Ausgänge der Schaltnetze δ und ω haben sich stabilisiert, bevor sie sich auf z neu auswirken. Zur Analyse und Synthese eines synchronen Schaltwerks muß man lediglich die Schaltnetze δ und ω betrachten.! Die Schaltung kann an den Stellen aufgetrennt werden, an denen die Speicherelemente sitzen Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 35
36 Synchrone Schaltwerke vs. Asynchrone! Asynchrone Schaltwerke: Schaltwerke (3)! Der Entwurf asynchroner Schaltwerke ist aus zwei Gründen von Bedeutung: Die in synchronen Schaltwerken benutzten Speicherbausteine sind selbst kleine asynchrone Schaltwerke. Immer schneller werdende Bausteine zwingen zu teilweise asynchronen Entwurfstechniken. Warum? 2015 Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 36
37 Synchrone Schaltwerke vs. Asynchrone! Begründung: Schaltwerke (4) Werden die Verzögerungszeiten der verwendeten Bausteine kleiner als die Signallaufzeiten auf der Schaltungsplatine/auf dem Chip (ca cm/ns) dann ist der Takt ist nicht länger synchron, da er die einzelnen Bausteine je nach Entfernung zu für die Bausteine unterschiedlichen wahrnehmbaren Zeitpunkten erreicht! TAKTVERTEILUNG? 1 GHz Takt = 1 ns Taktdauer! 2015 Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 37
38 Beispiel: Asynchrones SW (Schaltbild des Speichers) Übergangsgleichung: Ausgangsgleichung: ü + = r ü s = r ( ü s )! q = ü! Speicher 1 s 0 r 1 ü 0 0 1! 1 Δ( 1! 1 1 ü + q Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 38
39 Beispiel: Asynchrones RS-Flipflop! Dieser Speicher ist ein Standardelement. Es wird als asynchrones RS-Flipflop (bistabile Kippstufe) bezeichnet. Es wird üblicherweise nur etwas anders gezeichnet: Der zusätzliche Ausgang p ist im allgemeinen komplementär zu q, solange r und s nicht gleichzeitig 1 sind: p = q _ Nur für die beim Entwurf ausgesparte (und damit verbotene) Eingabebelegung (r, s) = (1, 1) ist p = q = Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 39
40 Probleme asynchroner Schaltwerke (1)! Asynchrone Schaltwerke arbeiten ohne einen zentralen Takt: Sie reagieren sofort auf jede Änderung der Eingangs- und Zustandsvariablen. Sie sind sehr störempfindlich.! Wettläufe von Zustandsvariablen: Diese verursachen falsche Zustandsübergänge Abhilfe: Wettlauffreie Zustandskodierung! Hasardfehler in den Übergangs-Schaltnetzen: Hierauf reagieren asynchrone Schaltwerke naturgemäß sehr empfindlich. Hasardfehler können ebenfalls falsche Zustandsübergänge und Oszillationen verursachen Abhilfe: Entwurf hasardarmer Schaltnetze für die Übergangs- und Ausgabefunktionen Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 40
41 Hazard-Beispiel 2015 Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 41
42 Probleme asynchroner Schaltwerke (2)! Zur weiteren Verringerung des Störrisikos arbeiten asynchrone Schaltwerke darüber hinaus meist im sogenannten normal fundamental mode.! Hierbei darf sich maximal eine Eingangsvariable gleichzeitig ändern.! Ein Eingabewechsel kann erst dann erfolgen, wenn alle internen Änderungen abgeklungen sind Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 42
43 Wiederholung! Schaltnetze: Ausgabe hängt nur von Eingangssignalen ab (kombinatorische Schaltungen, combinational circuits)! Schaltwerke: Ausgabe kann auch von internem Zustand abhängen (sequentielle Schaltungen, sequential circuits)! Synchrones Schaltwerk: Zustandsspeicher ist taktgesteuert, andernfalls asynchron 2015 Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 43
44 Zeit und Speicher (Wie Daten in Hardware speichern?)! Elektronik: Keine mechanischen Teile vorhanden! Elektronen fließen die ganze Zeit! Erzeuge Elektronen- Schleifen Ausnützen der Schaltzeit von Gattern und die Übertragungsverzögerung 2015 Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 44
45 Flipflops als Zustandsspeicher! Die Probleme asynchroner Schaltwerke treten bei synchronen Schaltwerken nicht auf.! Da alle Zustandsspeicher bei synchronen Schaltwerken durch einen zentralen Takt gesteuert werden, können sich alle Übergänge und die damit verbundenen Wettläufe stabilisieren, bevor der neue Zustand eingenommen wird.! Synchrone Schaltwerke benötigen taktgesteuerte Zustandsspeicher! Hierfür werden Flipflops verwendet.! Es existieren eine Reihe verschiedener Flipflop-Typen Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 45
46 RS-Flipflop! Verhalten (RS-Flipflop): Eingang s soll den Speicher setzen (s=1 Ausgang q=1) Eingang r soll den Speicher rücksetzen (r=1 q=0) Speichern: r und s beide 0 q behält letzten Wert _ Verboten: r und s gleichzeitig 1 die Ausgänge q und q sind komplementär _ Die Zustandsvariable q und ihre Negation q (=p) stehen am Ausgang zur Verfügung.! Schaltsymbol des asynchronen RS-Flipflops: s r S R q q 2015 Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 46
47 RS-Flipflop pegelgesteuertes RS- Latch! Um das RS-Flipflop in einem synchronen Schaltwerk verwenden zu können muß ein Taktsignal eingeführt werden, welches die Änderung der Zustandsvariablen in der inaktiven Taktphase verhindert. Dieses ist leicht zu erreichen, indem man die beiden Eingänge durch je ein UND-Gatter mit diesem Takt verknüpft:! Wir erhalten das pegelgesteuerte RS-Latch: s! T! r! &! &!!S! q!!r! q! s! T! r! 1!S! C!1! 1!R! q! q! 2015 Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 47
48 Anmerkung zur Notation! Die Ziffer 1 bei den Eingängen (1S, 1R) bedeutet, daß sie in ihrer Wirksamkeit von dem ebenfalls mit 1 gekennzeichneten Takt C1 abhängen.! Verursacht ein Eingang die Abhängigkeit, so folgt die Ziffer der Eingangsvariablen, anderenfalls geht sie voraus. s T r 1 S C 1 1 R q q 2015 Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 48
49 Ansteuertabelle (RS-Flipflop)! Beim Entwurf synchroner Schaltwerke sind Zustand und gewünschter Folgezustand bekannt.! Gesucht sind die Werte der Ansteuervariablen der Flipflops.! Diese lassen sich leicht mit Hilfe der sog. Ansteuertabelle eines Flipflops bestimmen.! Die Ansteuertabelle gibt den Zustandsübergang eines Flipflops unter den verschiedenen Eingabebelegungen wieder. Sie läßt sich i.a. auf einfache Weise aus der Funktionstabelle der Ausgabe- und Übergangsfunktionen gewinnen Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 49
50 Ansteuertabelle (RS-Flipflop) Ansteuertabelle des asynchronen RS-Flipflops: q t q t+1 r s Halten Setzen Rücksetzen Halten Voraussetzung: Es dürfen keine unerlaubten Eingangsbelegungen auftreten Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 50
51 Zeitdiagramm RS Flipflop (und Schaltgrund) 2015 Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 51
52 D-Flipflop! Bei einem RS-Flipflop ist stets die Nebenbedingung (r s = 0) zu beachten.! Führt man eine Eingangsvariable d bejaht zum S-Eingang und negiert zum R-Eingang, ist diese Bedingung stets erfüllt.! Damit erhält man ein sogenanntes D-Latch. d T 1 1S C1 1R q q d T 1D C1 q q 2015 Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 52
53 Verhalten: Verhalten des D-Flipflops! Der anliegende Eingabewert wird in allen Fällen als Flipflopzustand übernommen und einen Takt lang gespeichert.! Das Eingangssignal wird um eine Taktperiode verzögert am Ausgang zur Verfügung gestellt.! Daher der Name D-Latch von "to delay" = verzögern d q t q t+1 Funktionstabelle: Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 53
54 Ansteuertabelle des D-Latch q t q t+1 d d q t q t Leicht aus der Funktionstabelle durch Permutieren der Spalten gewinnbar Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 54
55 Taktflankengesteuertes D-Flipflop! Ein taktflankengesteuertes D-Flipflop erhält man durch die Zusammenschaltung zweier D-Latches, die mit komplementären Taktpegeln gesteuert werden.! Das erste Latch wird Master-Latch, das zweite Slave- Latch genannt.! Ein solches Flipflop wird auch als Master-Slave-Flipflop bezeichnet Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 55
56 Funktionsweise! Während T = 0 folgt das erste Latch den Änderungen des Eingangssignals d, während das zweite Latch verriegelt ist.! Ändert sich T von 0 auf 1 (positive Taktflanke), wird das erste Flipflop verriegelt.! Unabhängig von den nun auftretenden Änderungen von d bleibt der Ausgabewert q 1 gleich dem Wert von d, der beim 0-1-Wechsel des Taktes anlag.! Dieser Wert wird in das zweite Latch übernommen und dort auch weiter gespeichert, wenn T wieder auf 0 zurückgeht. Master Slave d T 1 1 D q 1 C 1 1 D C 1 Schaltung q q d T 1 D C 1 Symbol q q 2015 Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 56
57 Anmerkungen! D-Flipflops sind die am einfachsten zu realisierenden flankengesteuerten Speicherelemente. Sie sind wegen des geringen Flächenbedarfs die in integrierten Schaltungen am häufigsten verwendeten Speicherglieder.! Im Schaltsymbol wird die Taktflankensteuerung durch ein Dreieck am Takteingang spezifiziert. d T 1 D C 1 q q! Bei einer Steuerung mit der negativen Taktflanke wird ein Negationszeichen vor das Dreieck gesetzt. d T 1 D C 1 q q 2015 Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 57
58 JK-Flipflop! Beim RS-Flipflop war die Eingangsvariablen-Kombination r = s = 1 verboten! Ziel: Ein Flipflop entwerfen, welches diese Kombination nutzt.! Als vierte Funktion neben "speichern", "setzen" und "rück-setzen" soll bei Eingangskombination r = s = 1 der Flipflop-Inhalt komplementiert werden.! Bezeichnung: j: resultierender Setzeingang k: resultierender Rücksetzeingang JK-Flipflop! Dieses Verhalten läßt sich durch Zusatzbeschaltung schon bekannter Flipflops erreichen Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 58
59 Schaltbild des synchronen JK-Flipflops k T j 1 & & 1 d 1D C1 q q j T k 1J C1 1K q q d = q t k q t j 2015 Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 59
60 Funktions-/Ansteuertabelle des JK- Verkürzte Funktionstabelle des JK-Flipflops: Flipflops j k q t+1 Funktion 0 0 q t speichern rücksetzen setzen 1 1 q t wechseln _ Aus obiger Tabelle läßt sich auch leicht die Ansteuertabelle des JK-Flipflops gewinnen: q t q t+1 j k Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 60
61 Das T-Flipflop! Ein T-Flipflop ("to toggle", kippen) hat nur einen Eingang.! Liegt an diesem Eingang eine "1", kippt das Flipflop mit jedem Taktimpuls in einen anderen Zustand, hat die Eingangsvariable den Wert "0", behält das Flipflop seinen alten Zustand bei.! Durch geeignete Eingangsbeschaltung eines JK-Flipflops läßt sich leicht das Verhalten eines T-Flipflops erzeugen. e T 1J C1 1K q q e T 1T C1 q q Synchrones T-Flipflop 2015 Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 61
62 T-Flipflop: Verkürzte Funktionstabelle! Verkürzte Funktionstabelle des T-Flipflops e q t+1 Funktion 0 q t speichern 1 q t wechseln! Ein synchrones Setzen oder Rücksetzen des T-Flipflops ist mit dem Eingang e nicht möglich.! Um das Flipflop in einen definierten Grundzustand zu bringen, ist daher ein zusätzlicher Setz- oder Rücksetzeingang notwendig Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 62
63 Wichtige Zusammenfassung Flipflop! RS-Flipflop (asynchron): r=s=1 verboten " RS-Latch (getaktet, pegelgesteuert)! D-Flipflop, D-Latch: r und s =0 immer beachtet! Taktflankengesteuertes D-Flipflop durch Zusammenschaltung zweier D-Latches! JK-Flipflop: r und s = 1 " Ausgang komplementieren! T-Flipflop: Eingang 1 " Ausgang komplementieren, sonst speichern 2015 Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 63
64 Wichtige Hilfsmittel: Ansteuertabellen q t q t+1 r s RS-Flipflop q t q t+1 d D-Flipflop q t q t+1 j k JK-Flipflop T-Flipflop q t q t+1 e Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 64
65 Spezielle Schaltwerke 2015 Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 65
66 Aus (NAND-) Gattern eine ALU bauen! Ziel: Arithmetic Logical Unit (ALU) aufbauen.! Ansatz: Wahrheitstafeln!! Mehrere Schritte 1-Bit-Addierer 1-Bit ALU N-Bit ALU! Später noch zu besprechen Problem des Vorzeichens (Integer Darstellung) Floating Point 2015 Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 66
67 Ein-Bit-Addierer a b carry one bit adder carry sum! Zusätzlicher Übertrag -Eingang (carry) für n-bit- Zahlen Beginnend mit der niederwertigsten Position wird der Übertrag an die jeweils höherwertige Position weitergegeben Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 67
68 Ein-Bit-Addierer (2) S = (A B) (A B) Ü = A B Auch Volladdierer genannt! S = (A B Üin) (A B Üin) (A B Üin) (A B Üin) Ü = (A B) (A B) Üin 2015 Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 68
69 Beispiel 2015 Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 69
70 Arithmetisch Logische Einheit (ALU) 2015 Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 70
71 Arithmetisch-logische Einheit (ALU)! Arithmetisch logische Einheit (ALU, Arithmetic Logic Unit): - Rechenwerk, der funktionale Kern eines Digitalrechners zur Durchführung logischer und arithmetischer Verknüpfungen.! Eingangsdaten der ALU: - Daten und Steuersignalen vom Prozessor! Ausgangsdaten der ALU: - Ergebnisse und Statussignale an den Prozessor.! Oft können die in einen Prozessor integrierten ALUs nur Festkommazahlen verarbeiten. Gleitkommaoperationen werden dann entweder von einer Gleitkommaeinheit ausgeführt oder per Software in Folge von Festkommabefehlen umgewandelt Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 71
72 1-Bit-ALU! Arithmetic Logical Unit für mehrere Rechenarten Addition, Subtraktion, logisches AND / OR, Vergleich! Parallele Berechnung aller (!) Operationen! Selektion mit einem Multiplexer a select b! Selektion durch die Kontrolleinheit (Control Unit) 2015 Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 72
73 1-Bit-ALU, verallgemeinert! Diese ALU beinhaltet AND, OR; ADD (with carry), NOT (bininvert) 2015 Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 73
74 32-Bits-ALU! Kombination von 1-Bit-ALUs zu einer vollen 32-Bits-ALU 2015 Corinna Schmitt Teil Rechnerarchitekturen - 74
Rechnerarchitektur und Betriebssysteme (CS201): Architektur, ALU, Flip-Flop
Rechnerarchitektur und Betriebssysteme (CS201): Architektur, ALU, Flip-Flop 17. September 2013 Prof. Dr. Christian Tschudin Departement Mathematik und Informatik, Universität Basel Uebersicht Ausgewählte
Grundlagen der Informatik 2. Grundlagen der Digitaltechnik. 5. Digitale Speicherbausteine
Grundlagen der Informatik 2 Grundlagen der Digitaltechnik 5. Digitale Speicherbausteine Prof. Dr.-Ing. Jürgen Teich Dr.-Ing. Christian Haubelt Lehrstuhl für Hardware-Software Software-Co-Design Grundlagen
Schaltwerke Schaltwerk
Schaltwerke Bisher habe wir uns nur mit Schaltnetzen befasst, also Schaltungen aus Gattern, die die Ausgaben als eine Funktion der Eingaben unmittelbar (durch Schaltvorgänge) berechnen. Diese Schaltnetze
Hardwarearchitekturen und Rechensysteme
Lehrstuhl für Eingebettete Systeme Hardwarearchitekturen und Rechensysteme Asynchrone sequenzielle Schaltungen (asynchrone Schaltwerke) Folien zur Vorlesung Hardwarearchitekturen und Rechensysteme von
DuE-Tutorien 17 und 18
DuE-Tutorien 17 und 18 Tutorien zur Vorlesung Digitaltechnik und Entwurfsverfahren Christian A. Mandery TUTORIENWOCHE 11 AM 27.01.2012 KIT Universität des Landes Baden-Württemberg und nationales Forschungszentrum
Schaltungen Jörg Roth 197
Schaltungen Jörg Roth 197 2.2.2 Flipflops Flipsflops sind einfache rückgekoppelte Schaltungen, die jeweils ein einzelnes Bit speichern können. Es gibt verschiedene Typen, die sich im "Komfort" der Ansteuerung
Grundtypen Flip-Flops
FLIP-FLOPs, sequentielle Logik Bei den bislang behandelten Logikschaltungen (Schaltnetzen) waren die Ausgangsgrößen X, Y... zu jeder Zeit in eindeutiger Weise durch die Kombination der Eingangsvariablen
Praktikum Digitaltechnik
dig Datum : 1.06.2009 A) Vorbereitungsaufgaben 1) Was unterscheidet sequentielle und kombinatorische Schaltungen? Kombinatorische ~ Sequentielle ~ Ausgänge sind nur vom Zustand der Eingangsgrößen abhängig
Flipflops. asynchron: Q t Q t+t
Flipflops Ein Flipflop ist ein elementares Schaltwerk, das jeweils einen von zwei Zuständen ( 0 und 1 ) annimmt. Es hat zwei komplementäre Ausgänge ( Q und Q ), die den internen Zustand anzeigen. (Falls
Grundtypen Flip-Flops
FLIP-FLOPs, sequentielle Logik Bei den bislang behandelten Logikschaltungen (chaltnetzen) waren die Ausgangsgrößen X, Y... zu jeder Zeit in eindeutiger Weise durch die Kombination der Eingangsvariablen
III. Asynchrone und synchrone Schaltwerke
Ein asynchrones Schaltwerk entsteht dadurch, daß an bei eine Schaltnetz SN1 indestens eine Ausgang auf die Eingänge rückkoppelt. Das Verhalten des Schaltwerks ist dait nicht nur von den Eingangsgrößen
Einteilung der Kippschaltungen (Schaltwerke) (=Flipflops)
6. Sequentielle Schaltungen: 6.1. Grundsätzliche Aussage zu Flipflop Unterschiede zwischen kombinatorischen und sequentiellen Schaltungen: Kombinatorische Schaltungen: - Ausgänge sind nur vom Zustand der
Flip Flops allgemein - Digitale Signalspeicher
INFORMATION: Flip Flops allgemein - Digitale Signalspeicher Jede elektronische Schaltung, die zwei stabile elektrische Zustände hat und durch entsprechende Eingangssignale von einem Zustand in einen anderen
<ruske.s@web.de> Oliver Liebold. NAND (negierte Undverknüpfung) L L H L H H H L H H H L
Elektronische Grundlagen Versuch E7, Grundelemente der Digitaltechnik Praktikumsgruppe IngIF, 04. Juni 2003 Stefan Schumacher Sandra Ruske Oliver Liebold
Praktikum Grundlagen der Elektronik
Praktikum Grundlagen der Elektronik Versuch EP 7 Digitale Grundschaltungen Institut für Festkörperelektronik Kirchhoff - Bau K1084 Die Versuchsanleitung umfasst 7 Seiten Stand 2006 Versuchsziele: Festigung
Wintersemester 2001/2002. Hardwarepraktikum. Versuch 4: Sequentielle Systeme 1. - Toralf Zemlin - Swen Steinmann - Sebastian Neubert
Hardwarepraktikum Wintersemester 2001/2002 Versuch 4: Sequentielle Systeme 1 - Toralf Zemlin - Swen Steinmann - Sebastian Neubert Aufgabenstellung: 2.1. Untersuchen Sie theoretisch und praktisch die Wirkungsweise
Füllstandsregelung. Technische Informatik - Digitaltechnik II
Füllstandsregelung Kursleiter : W. Zimmer 1/18 Zwei Feuchtigkeitsfühler (trocken F=0; feucht F=1) sollen zusammen mit einer geeigneten Elektronik dafür sorgen, dass das Wasser im Vorratsbehälter niemals
Eigenschaften von Zählerschaltungen (1) 1 1. Richtung
Eigenschaften von Zählerschaltungen (1) 1 1. Richtung Vorwärts Vorwärtszählen entspricht einer fortlaufenden 1-Addition Rückwärts Rückwärtszählen entspricht einer fortlaufenden 1-Subtraktion 2. Verwendeter
DuE-Tutorien 4 und 6. Tutorien zur Vorlesung Digitaltechnik und Entwurfsverfahren Christian A. Mandery. www.kit.edu WOCHE 12 AM 22.01.
DuE-Tutorien 4 und 6 Tutorien zur Vorlesung Digitaltechnik und Entwurfsverfahren Christian A. Mandery WOCHE 12 AM 22.01.2013 KIT Universität des Landes Baden-Württemberg und nationales Forschungszentrum
- Strukturentwurf elementarer Rechenwerke - Grund-Flipflop (RS-Flipflop) - Register, Schieberegister, Zähler
3.Übung: Inhalte: - binäre Logik, boolsche Gleichungen - logische Grundschaltungen - trukturentwurf elementarer echenwerke - Grund-Flipflop (-Flipflop) - egister, chieberegister, Zähler Übung Informatik
N Bit binäre Zahlen (signed)
N Bit binäre Zahlen (signed) n Bit Darstellung ist ein Fenster auf die ersten n Stellen der Binär Zahl 0000000000000000000000000000000000000000000000000110 = 6 1111111111111111111111111111111111111111111111111101
Technische Informatik Basispraktikum Sommersemester 2001
Technische Informatik Basispraktikum Sommersemester 2001 Protokoll zum Versuchstag 4 Datum: 21.6.2001 Gruppe: David Eißler/ Autor: Verwendete Messgeräte: - digitales Experimentierboard (EB6) - Netzgerät
Digitaltechnik II SS 2007
Digitaltechnik II SS 27 2. Vorlesung Klaus Kasper Inhalt Schaltnetz vs. Schaltwerk NAND SR-Flip-Flop NOR SR-Flip-Flop Master-Slave Flip-Flop Zustandsdiagramm Flip-Flop Zoo Schaltnetze vs. Schaltwerke Schaltnetz:
Versuch 3: Sequenzielle Logik
Versuch 3: Sequenzielle Logik Versuchsvorbereitung 1. (2 Punkte) Unterschied zwischen Flipflop und Latch: Ein Latch ist transparent für einen bestimmten Zustand des Taktsignals: Jeder Datensignalwechsel
Arbeitsbereich Technische Aspekte Multimodaler Systeme. Praktikum der Technischen Informatik T1 2. Flipflops. Name:...
Universität Hamburg, Fachbereich Informatik Arbeitsbereich Technische Aspekte Multimodaler Systeme Praktikum der Technischen Informatik T1 2 Flipflops Name:... Bogen erfolgreich bearbeitet:... Versuch
Elektrische Logigsystem mit Rückführung
Mathias Arbeiter 23. Juni 2006 Betreuer: Herr Bojarski Elektrische Logigsystem mit Rückführung Von Triggern, Registern und Zählern Inhaltsverzeichnis 1 Trigger 3 1.1 RS-Trigger ohne Takt......................................
Einführung in. Logische Schaltungen
Einführung in Logische Schaltungen 1/7 Inhaltsverzeichnis 1. Einführung 1. Was sind logische Schaltungen 2. Grundlegende Elemente 3. Weitere Elemente 4. Beispiel einer logischen Schaltung 2. Notation von
1. Speicherbausteine. 1.1. JK-RS-Master-Slave-Flip-Flop
1. Speicherbausteine 1.1. JK-RS-Master-Slave-Flip-Flop Dieser Speicherbaustein (Kurz JK-RS) hat 5 Eingänge (J,K,R,S und Clk) und zwei Ausgänge ( und ). Funktion Werden die Eingänge J,K und Clock auf 0
Übung 1 RS-FFs mit NOR- oder NAND-Gattern
Übung 1 RS-FFs mit NOR- oder NAND-Gattern Übungsziel: Aufbau eines RS-Flipflops mit NOR- oder NAND-Gattern Wahrheitstabelle: S (Setzen) R (Rücksetzen) Q m (Aktueller Zustand) Q m+1 (Nächster Zustand) 0
2.5.1 Das Basis-Flipflop
2.5 Die Flipflops 137 2.5.1 Das Basis-Flipflop Basis-Flipflops sind nicht taktgesteuerte FF. ie sollen die Funktionen etzen, Löschen und peichern aufweisen. 1 - etzeing. (et) - Löscheing. (eset) 2 etzen:
Grundlagen der Informationverarbeitung
Grundlagen der Informationverarbeitung Information wird im Computer binär repräsentiert. Die binär dargestellten Daten sollen im Computer verarbeitet werden, d.h. es müssen Rechnerschaltungen existieren,
Daten verarbeiten. Binärzahlen
Daten verarbeiten Binärzahlen In Digitalrechnern werden (fast) ausschließlich nur Binärzahlen eingesetzt. Das Binärzahlensystem ist das Stellenwertsystem mit der geringsten Anzahl von Ziffern. Es kennt
Grundlagen der Technischen Informatik. Sequenzielle Netzwerke. Institut für Kommunikationsnetze und Rechnersysteme. Paul J. Kühn, Matthias Meyer
Institut für Kommunikationsnetze und Rechnersysteme Grundlagen der Technischen Informatik Paul J. Kühn, Matthias Meyer Übung 2 Sequenzielle Netzwerke Inhaltsübersicht Aufgabe 2.1 Aufgabe 2.2 Prioritäts-Multiplexer
Informatik I Modul 4: Schaltwerke
Herbstsemester 2, Institut für Informatik IFI, UZH, Schweiz Informatik I Modul 4: Schaltwerke 2 Burkhard Stiller M4 Modul 4: Schaltwerke Formale Grundlagen Endliche Automaten Asynchrone Schaltwerke, FlipFlops
Digital-Technik. Grundlagen und Anwendungen. Teil IV
Digital-Technik Grundlagen und Anwendungen Teil IV 1 Übersicht 10-11 10 Zeitabhängige binäre Schaltungen 10.1 Bistabile Kippstufen (Flipflops) 10.2 Zeitablaufdiagramme 10.3 Monostabile Kippstufen 10.4
Benutzte Quellen. Benutzte Bezeichnungen. Logik. Logik
Benutzte uellen Benutzte Bezeichnungen Vorlesungen von r.-ing. Vogelmann, Universität Karlsruhe Vorlesungen von r.-ing. Klos, Universität Karlsruhe Vorlesungen von r.-ing. Crokol, Universität Karlsruhe
Speicherung von Signalen - Flipflops, Zähler, Schieberegister
Lehrbehelf für Prozessregelung und echnerverbund, 3. Klasse HTL Speicherung von Signalen - Flipflops, Zähler, Schieberegister S - Flipflop Sequentielle Schaltungen unterscheiden sich gegenüber den kombinatorischen
Angewandte Physik II: Elektronik
Elektronik für Physiker Prof. Brunner SS 26 Angewandte Physik II: Elektronik 9. Schaltwerke. Monostabile Kippschaltung: Univibrator 2. Astabile Kippschaltung: Multivibrator 3. Bistabile Kippschaltung:
RS-Flip Flop, D-Flip Flop, J-K-Flip Flop, Zählschaltungen
Elektronik Praktikum / Digitaler Teil Name: Jens Wiechula, Philipp Fischer Leitung: Prof. Dr. U. Lynen Protokoll: Philipp Fischer Versuch: 3 Datum: 24.06.01 RS-Flip Flop, D-Flip Flop, J-K-Flip Flop, Zählschaltungen
10. Elektrische Logiksysteme mit
Fortgeschrittenenpraktikum I Universität Rostock - Physikalisches Institut 10. Elektrische Logiksysteme mit Rückführung Name: Daniel Schick Betreuer: Dipl. Ing. D. Bojarski Versuch ausgeführt: 22. Juni
9 Flipflops (FF) Basis-FF. (Auffang-FF, Latch) praxis verstehen chancen erkennen zukunft gestalten 9-1
9 Flipflops (FF) Digitale chaltungen Unterteilung der Flipflops: Es gibt bistabile, monostabile und astabile Kippstufen. Bistabile FF s werden als Flipflops bezeichnet. FF s weisen zwei stabile Zustände
FAKULTÄT FÜR INFORMATIK
FAKULTÄT FÜ INFOMATIK TECHNICHE UNIVEITÄT MÜNCHEN Lehrstuhl für echnertechnik und echnerorganisation Prof. Dr. Arndt Bode Einführung in die echnerarchitektur Wintersemester 2015/2016 Zentralübung 10 08.01.2016
3 Arithmetische Schaltungen
. Schaltungselemente Arithmetische Schaltungen. Schaltungselemente Logikgatter Treiber; gibt am Ausgang denselben Logikpegel aus, der auch am Eingang anliegt Inverter; gibt am Ausgang den Logikpegel des
Eine Logikschaltung zur Addition zweier Zahlen
Eine Logikschaltung zur Addition zweier Zahlen Grundlegender Ansatz für die Umsetzung arithmetischer Operationen als elektronische Schaltung ist die Darstellung von Zahlen im Binärsystem. Eine Logikschaltung
a) Wie viele ROM-Bausteine benötigen Sie für den Aufbau des 64x16 ROMs? c) Wie viele Bytes Daten können im 64x16 ROM insgesamt gespeichert werden?
VU Technische Grundlagen der Informatik Übung 4: Schaltwerke 83.579, 24W Übungsgruppen: Mo., 24.. Mi., 26..24 Aufgabe : ROM-Erweiterung Ein 64x6 ROM soll aus mehreren 32x4 ROMs (vgl. Abbildung rechts:
Digitalelektronik 4 Vom Transistor zum Bit. Stefan Rothe
Digitalelektronik 4 Vom Transistor zum Bit Stefan Rothe 2015 04 21 Rechtliche Hinweise Dieses Werk von Thomas Jampen und Stefan Rothe steht unter einer Creative Commons Attribution-Non- Commercial-ShareAlike-Lizenz.
Aufgabensammlung. a) Berechnen Sie den Basis- und Kollektorstrom des Transistors T 4. b) Welche Transistoren leiten, welche sperren?
Aufgabensammlung Digitale Grundschaltungen 1. Aufgabe DG Gegeben sei folgende Schaltung. Am Eingang sei eine Spannung von 1,5V als High Pegel und eine Spannung von 2V als Low Pegel definiert. R C = 300Ω;
Rechnerarchitektur. Zustand Anzeige Untergeschoss U Erdgeschoss E 1. Stock 1
Prof. Dr. K. Wüst WS 2006/2007 FH Gießen Friedberg, FB MNI Studiengang Informatik Rechnerarchitektur 1. Hausübung, WS 2006/2007 Aufg.1: Entwurf einer Zustandsanzeige für einen Aufzug An der Einstiegsstelle
Theoretische Informatik SS 04 Übung 1
Theoretische Informatik SS 04 Übung 1 Aufgabe 1 Es gibt verschiedene Möglichkeiten, eine natürliche Zahl n zu codieren. In der unären Codierung hat man nur ein Alphabet mit einem Zeichen - sagen wir die
Aufgabe 1) Die folgenden Umwandlungen/Berechnungen beziehen sich auf das 32-Bit Single-Precision Format nach IEEE-754.
Aufgabe 1) Die folgenden Umwandlungen/Berechnungen beziehen sich auf das 32-Bit Single-Precision Format nach IEEE-754. a) Stellen Sie die Zahl 7,625 in folgender Tabelle dar! b) Wie werden denormalisierte
Versuch Nr. 8c Digitale Elektronik I
Institut für ernphysik der Universität zu öln Praktikum M Versuch Nr. 8c Digitale Elektronik I Stand 14. Oktober 2010 INHALTSVERZEICHNIS 1 Inhaltsverzeichnis 1 Einführung 2 1.1 Motivation....................................
2 Darstellung von Zahlen und Zeichen
2.1 Analoge und digitale Darstellung von Werten 79 2 Darstellung von Zahlen und Zeichen Computer- bzw. Prozessorsysteme führen Transformationen durch, die Eingaben X auf Ausgaben Y abbilden, d.h. Y = f
9 Multiplexer und Code-Umsetzer
9 9 Multiplexer und Code-Umsetzer In diesem Kapitel werden zwei Standard-Bauelemente, nämlich Multiplexer und Code- Umsetzer, vorgestellt. Diese Bausteine sind für eine Reihe von Anwendungen, wie zum Beispiel
2. Negative Dualzahlen darstellen
2.1 Subtraktion von Dualzahlen 2.1.1 Direkte Subtraktion (Tafelrechnung) siehe ARCOR T0IF Nachteil dieser Methode: Diese Form der Subtraktion kann nur sehr schwer von einer Elektronik (CPU) durchgeführt
Vorbereitung zum Versuch
Vorbereitung zum Versuch Schaltlogik Armin Burgmeier (1347488) Gruppe 15 6. Januar 2008 1 Gatter aus diskreten Bauelementen Es sollen logische Bausteine (Gatter) aus bekannten, elektrischen Bauteilen aufgebaut
Labor Grundlagen der Elektrotechnik
Gruppe: S4 Versuch I2-5 Hendrik Schwarz, Edgar Nanninga 19.10.2000 1/ 8 Digitale integrierte Schaltungen 1.0 Aufgaben zur Vorbereitung 1.1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 Funktionstabelle 1.2 Inverter SN7404 Pegel
Daten, Informationen, Kodierung. Binärkodierung
Binärkodierung Besondere Bedeutung der Binärkodierung in der Informatik Abbildung auf Alphabet mit zwei Zeichen, in der Regel B = {0, 1} Entspricht den zwei möglichen Schaltzuständen in der Elektronik:
Grundlagen der Informatik
Mag. Christian Gürtler Programmierung Grundlagen der Informatik 2011 Inhaltsverzeichnis I. Allgemeines 3 1. Zahlensysteme 4 1.1. ganze Zahlen...................................... 4 1.1.1. Umrechnungen.................................
Mathematik: Mag. Schmid Wolfgang Arbeitsblatt 3 1. Semester ARBEITSBLATT 3 RECHNEN MIT GANZEN ZAHLEN
ARBEITSBLATT 3 RECHNEN MIT GANZEN ZAHLEN Wir wollen nun die Rechengesetze der natürlichen Zahlen auf die Zahlenmenge der ganzen Zahlen erweitern und zwar so, dass sie zu keinem Widerspruch mit bisher geltenden
KLAUSUR DIGITALTECHNIK SS 00
Aufgabe 1 (20P) KLAUSUR DIGITALTECHNIK SS 00 Entwerfen Sie ein Flipflop unter ausschließlicher Verwendung eines Dreifach-UND und dreier Zweifach-ODER. Beschreiben Sie das Verhalten ( Zustandsdiagramm,
Lineargleichungssysteme: Additions-/ Subtraktionsverfahren
Lineargleichungssysteme: Additions-/ Subtraktionsverfahren W. Kippels 22. Februar 2014 Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 2 2 Lineargleichungssysteme zweiten Grades 2 3 Lineargleichungssysteme höheren als
Protokoll Flip-Flops. Protokollanten: Torsten Görig und Michael Horstmann
Protokoll Flip-Flops Protokollanten: Torsten Görig und Michael Horstmann Versuchsdatum: 15.06.2001 1 Protokollvorbereitung 1.1 Flipflop 1.1.1 Schaltung des SR-Flipflops mit zwei NOR-Gattern 1.1.2 Schaltung
Primzahlen und RSA-Verschlüsselung
Primzahlen und RSA-Verschlüsselung Michael Fütterer und Jonathan Zachhuber 1 Einiges zu Primzahlen Ein paar Definitionen: Wir bezeichnen mit Z die Menge der positiven und negativen ganzen Zahlen, also
Protokoll zu Grundelemente der Digitaltechnik
Protokoll zu Grundelemente der Digitaltechnik Ronn Harbich 22. uli 2005 Ronn Harbich Protokoll zu Grundelemente der Digitaltechnik 2 Vorwort Das hier vorliegende Protokoll wurde natürlich mit größter Sorgfalt
11. Flipflops. 11.1 NOR-Flipflop. Schaltung: zur Erinnerung: E 1 A 1 A 2 E 2. Funktionstabelle: Fall E 1 E 2 A 1 A 2 1 0 0 2 0 1 3 1 0 4 1 1
TONI T0EL. Flipflops. Flipflops. NO-Flipflop chalung: E A zur Erinnerung: A B A B 0 0 0 0 0 0 0 E 2 A 2 Funkionsabelle: Fall E E 2 A A 2 0 0 2 0 3 0 4 Beobachung: Das NO-Flipflop unerscheide sich von allen
Versuch P1-63 Schaltlogik Vorbereitung
Versuch P1-63 Schaltlogik Vorbereitung Gruppe Mo-19 Yannick Augenstein Versuchsdurchführung: 16. Januar 2012 1 Inhaltsverzeichnis Einführung 3 1 Grundschaltungen 3 1.1 AND.......................................
Zahlensysteme: Oktal- und Hexadezimalsystem
20 Brückenkurs Die gebräuchlichste Bitfolge umfasst 8 Bits, sie deckt also 2 8 =256 Möglichkeiten ab, und wird ein Byte genannt. Zwei Bytes, also 16 Bits, bilden ein Wort, und 4 Bytes, also 32 Bits, formen
Ein polyadisches Zahlensystem mit der Basis B ist ein Zahlensystem, in dem eine Zahl x nach Potenzen von B zerlegt wird.
Zahlensysteme Definition: Ein polyadisches Zahlensystem mit der Basis B ist ein Zahlensystem, in dem eine Zahl x nach Potenzen von B zerlegt wird. In der Informatik spricht man auch von Stellenwertsystem,
Die Mikroprogrammebene eines Rechners
Die Mikroprogrammebene eines Rechners Das Abarbeiten eines Arbeitszyklus eines einzelnen Befehls besteht selbst wieder aus verschiedenen Schritten, z.b. Befehl holen Befehl dekodieren Operanden holen etc.
Professionelle Seminare im Bereich MS-Office
Der Name BEREICH.VERSCHIEBEN() ist etwas unglücklich gewählt. Man kann mit der Funktion Bereiche zwar verschieben, man kann Bereiche aber auch verkleinern oder vergrößern. Besser wäre es, die Funktion
Computeria Urdorf. Treff vom 16. Januar 2013. Was ist ein Computer?
Computeria Urdorf Treff vom 16. Januar 2013 Was ist ein Computer? Der Vater des Computers Charles Babbage (26.12.1791 18.10.1871) Erfinder der mechanische Rechenmaschine Die Entwicklung des Computers Karl
Sequentielle Logik. Einführung in die Technische Informatik Falko Dressler, Stefan Podlipnig Universität Innsbruck
Sequentielle Logik Einführung in die Technische Informatik Falko Dressler, Stefan Podlipnig Universität Innsbruck Übersicht Schaltwerke Flip-Flops Entwurf eines Schaltwerks Zähler Realisierung Sequentielle
Protokoll zum Praktikum des Moduls Technische Informatik an der JLU Gießen
Protokoll zum Praktikum des Moduls Technische Informatik an der JLU Gießen Technische Informatik Versuch 2 Julian Bergmann, Dennis Getzkow 8. Juni 203 Versuch 2 Einführung Im Versuch 2 sollte sich mit
Computertechnik 1. 4.3 Schaltwerke, Sequentielle Schaltungen. Flip-Flops (FF) 4.3.1 Flip-Flops (FF) Dr. Wolfgang Koch
omputertechnik r. Wolfgang Koch 4.3 chwerke, equentielle chungen peicher, egister... : Frühere Eingaben (innere Zustände) spielen eine olle (werden gespeichert) Friedrich chiller University ena epartment
Basisinformationstechnologie I
Basisinformationstechnologie I Wintersemester 2012/13 28. November 2012 Rechnertechnologie III Universität zu Köln. Historisch-Kulturwissenschaftliche Informationsverarbeitung Jan G. Wieners // jan.wieners@uni-koeln.de
Übungsaufgaben. - Vorgehensweise entsprechend dem Algorithmus der schriftlichen Multiplikation
Übungsaufgaben Anmerkung Allen Beispielen soll noch hinzugefügt sein, dass wertvolle Hinweise, also die Tipps und Tricks die der schnellen maschinellen Multiplikation zu Grunde liegen, neben dem toff zur
A.3. A.3 Spezielle Schaltnetze. 2002 Prof. Dr. Rainer Manthey Informatik II 1
Spezielle Schaltnetze Spezielle Schaltnetze 22 Prof. Dr. Rainer Manthey Informatik II Übersicht in diesem Abschnitt: : Vorstellung einiger wichtiger Bausteine vieler elektronischer Schaltungen, die sich
Grundlagen der Informatik
Grundlagen der Informatik Teil III Boolesche Algebra, Signalarten, Elektronische Bauteile Seite 1 Boolesche Algebra George Boole => englischer Mathematiker Mitte 19. Jahrhundert Formale Sicht digitaler
Fachbericht zum Thema: Anforderungen an ein Datenbanksystem
Fachbericht zum Thema: Anforderungen an ein Datenbanksystem von André Franken 1 Inhaltsverzeichnis 1 Inhaltsverzeichnis 1 2 Einführung 2 2.1 Gründe für den Einsatz von DB-Systemen 2 2.2 Definition: Datenbank
Binär Codierte Dezimalzahlen (BCD-Code)
http://www.reiner-tolksdorf.de/tab/bcd_code.html Hier geht es zur Startseite der Homepage Binär Codierte Dezimalzahlen (BCD-) zum 8-4-2-1- zum Aiken- zum Exeß-3- zum Gray- zum 2-4-2-1- 57 zum 2-4-2-1-
Jede Zahl muss dabei einzeln umgerechnet werden. Beginnen wir also ganz am Anfang mit der Zahl,192.
Binäres und dezimales Zahlensystem Ziel In diesem ersten Schritt geht es darum, die grundlegende Umrechnung aus dem Dezimalsystem in das Binärsystem zu verstehen. Zusätzlich wird auch die andere Richtung,
Ergänzen Sie die Werte für y in dem unten angegebenen Ausschnitt der Schaltbelegungstabelle. Falsche Antworten führen zu Punktabzug.
Aufgabe 1 Gegeben sei folgende Schaltfunktion: y = a / b / c / d. Ergänzen Sie die Werte für y in dem unten angegebenen Ausschnitt der Schaltbelegungstabelle. Falsche Antworten führen zu Punktabzug. d
Zu DT Übung 11.1 FF oben links. (Lösungsvorschlag)
Zu DT Übung 11.1 FF oben links RS-FF ungetaktet, dominierender Setzeingang A Kein Takteingang und keine direkt wirkenden Setz- und Rücksetzeingänge. Die Signale T und C haben deshalb hier keine Wirkung.
AZK 1- Freistil. Der Dialog "Arbeitszeitkonten" Grundsätzliches zum Dialog "Arbeitszeitkonten"
AZK 1- Freistil Nur bei Bedarf werden dafür gekennzeichnete Lohnbestandteile (Stundenzahl und Stundensatz) zwischen dem aktuellen Bruttolohnjournal und dem AZK ausgetauscht. Das Ansparen und das Auszahlen
16 Latches und Flipflops (Bistabile Kippstufen)
6 Latches und Flipflops (Bistabile Kippstufen) Latches und Flipflops dienen als Speicherelemente in sequentiellen Schaltungen. Latches werden durch Pegel gesteuert (Zustandssteuerung). Bei der VHDL-Synthese
Synchronisierung. Kommunikationstechnik, SS 08, Prof. Dr. Stefan Brunthaler 73
Synchronisierung Kommunikationstechnik, SS 08, Prof. Dr. Stefan Brunthaler 73 Übertragungsprozeduren Die Übertragung einer Nachricht zwischen Sender und Empfänger erfordert die Übertragung des Nutzsignals
Von Bits, Bytes und Raid
Von Bits, Bytes und Raid Eine Schnuppervorlesung zum Kennenlernen eines Datenspeichers um Bits und Bytes zu unterscheiden um Raid-Festplattensysteme zu verstehen Inhalt Speicherzellen sind elektronische
Handbuch ECDL 2003 Basic Modul 5: Datenbank Grundlagen von relationalen Datenbanken
Handbuch ECDL 2003 Basic Modul 5: Datenbank Grundlagen von relationalen Datenbanken Dateiname: ecdl5_01_00_documentation_standard.doc Speicherdatum: 14.02.2005 ECDL 2003 Basic Modul 5 Datenbank - Grundlagen
Markus Kühne www.itu9-1.de Seite 1 30.06.2003. Digitaltechnik
Markus Kühne www.itu9-1.de Seite 1 30.06.2003 Digitaltechnik Markus Kühne www.itu9-1.de Seite 2 30.06.2003 Inhaltsverzeichnis Zustände...3 UND austein ; UND Gatter...4 ODER austein ; ODER Gatter...5 NICHT
Speicherung digitaler Signale
Speicherung digitaler Signale von Fabian K. Grundlagen Flipflops Bisher: Schaltungen ohne Speichermöglichkeit Jetzt: Speichermöglichkeit durch Flipflops Flipflops Grundlagen Flipflops Was sind Flipflops?
183.580, WS2012 Übungsgruppen: Mo., 22.10.
VU Grundlagen digitaler Systeme Übung 2: Numerik, Boolesche Algebra 183.580, WS2012 Übungsgruppen: Mo., 22.10. Aufgabe 1: Binäre Gleitpunkt-Arithmetik Addition & Subtraktion Gegeben sind die Zahlen: A
Name:... Matrikel-Nr.:... 3 Aufgabe Handyklingeln in der Vorlesung (9 Punkte) Angenommen, ein Student führt ein Handy mit sich, das mit einer Wahrscheinlichkeit von p während einer Vorlesung zumindest
Tietze, Schenk: Halbleiterschaltungstechnik (Kap. 10) Keller / Paul: Hardwaredesign (Kap. 5) L. Borucki: Digitaltechnik (Kap.
6 Versuch Nr. 5 6.1 Anmerkungen zum Versuch Nr. 5 In den bisherigen Versuchen haben Sie sich mit kombinatorischen Schaltkreisen beschäftigt, in denen die Ausgänge bisher nicht auf die Eingänge zurückgeführt
BITte ein BIT. Vom Bit zum Binärsystem. A Bit Of Magic. 1. Welche Werte kann ein Bit annehmen? 2. Wie viele Zustände können Sie mit 2 Bit darstellen?
BITte ein BIT Vom Bit zum Binärsystem A Bit Of Magic 1. Welche Werte kann ein Bit annehmen? 2. Wie viele Zustände können Sie mit 2 Bit darstellen? 3. Gegeben ist der Bitstrom: 10010110 Was repräsentiert
Konzepte der Informatik
Konzepte der Informatik Vorkurs Informatik zum WS 2011/2012 26.09. - 30.09.2011 17.10. - 21.10.2011 Dr. Werner Struckmann / Christoph Peltz Stark angelehnt an Kapitel 1 aus "Abenteuer Informatik" von Jens
FHZ. K01 Geschichte des Computers. Lernziele. Hochschule Technik+Architektur Luzern. Inhalt
Inhalt 1. Geschichte Folie 1 Lernziele Sie kennen die wichtigsten Punkte in der Geschichte des Computers Sie sind mit einigen Begriffen vertraut Folie 2 Seite 1 Computer als elektronische Rechenmaschine:
5. Flipflops. 5.1 Nicht-taktgesteuerte Flipflops. 5.1.1 NOR-Flipflop. Schaltung: zur Erinnerung: E 1 A 1 A 2 E 2.
AO TIF 5. Nich-akgeseuere Flipflops 5.. NO-Flipflop chalung: E A zur Erinnerung: A B A B 0 0 0 0 0 0 0 E 2 A 2 Funkionsabelle: Fall E E 2 A A 2 0 0 2 0 3 0 4 Erklärungen: Im peicherfall behalen die Ausgänge
Kapitel 4 Schaltungen mit Delays (Schaltwerke) Literatur: Oberschelp/Vossen, Kapitel 4. Kapitel 4: Schaltungen mit Delays Seite 1
Kapitel 4 Schaltungen mit Delays (Schaltwerke) Literatur: Oberschelp/Vossen, Kapitel 4 Kapitel 4: Schaltungen mit Delays Seite 1 Schaltungen mit Delays Inhaltsverzeichnis 4.1 Einführung 4.2 Addierwerke
Digitaltechnik. TI-Tutorium. 29. November 2011
Digitaltechnik TI-Tutorium 29. November 2011 Themen Schaltsymbole Transistoren CMOS nächstes Übungsblatt 2 Aufgaben Schaltsymbole Widerstand npn-transistor Widerstand pnp-transistor Glühlampe pmos Transistor
Zeichen bei Zahlen entschlüsseln
Zeichen bei Zahlen entschlüsseln In diesem Kapitel... Verwendung des Zahlenstrahls Absolut richtige Bestimmung von absoluten Werten Operationen bei Zahlen mit Vorzeichen: Addieren, Subtrahieren, Multiplizieren