Datateknikk TELE1004-A 14H HiST-AFT-EDT

Transkript

1 Side 1 av 9 Datateknikk TELE1004-A 14H HiST-AFT-EDT Deleksamen tema digitalteknikk og datakommunikasjon ; fasit Oppgåve 1 [15 % ; digitalteknikk] I eit digitalt system skal det reknast vha. 2-komplementmetoden. Dataordlengda er 5 bit. Dataordet A = 11110, representerer det eit positivt eller negativt tal? Gjev kort grunn for svaret. Negativt, for verdien i bitposisjonen lengst til venstre er 1. Finn 2-komplementet til A. Kva for eit desimalt tal representerer A? 2-komplementet til A er = Då representerer A det desimale talet 2. c) Kva er det lovlege talområdet, dvs. kva er det minste talet og det største talet som kan representerast eintydig i dette systemet? { 2 N 1,, 2 N 1 1}. For N = 5 er talområdet { 16,, 15}. d) Rekn ut og skriv dobbel strek under svara. Reglane for 2-komplementmetoden skal fylgjast strengt. Kontrollrekn svara med vanleg desimal rekning = = = i) ( 2) (2) (stryk 1 i ny venstreposisjon) = = (0) Summen er 0, og det samsvarar med kontrollrekninga.

2 ii) Side 2 av 9 Subtraksjon av positivt tal tilsvarar addisjon av negativt tal: 2-komplementet til er ( 2) (2) (stryk 1 i ny venstreposisjon) = = ( 4) Svaret representerer iflg. 2-komplementmetoden eit negativt tal, der 2-komplementet er det motsett like positive talet: 2-kompl. av er 00100, dvs. 4. Svaret er 4, og det samsvarar med kontrollrekninga. iii) (2) (14) = = (16) Svaret har 1 i MSB-posisjon og representerer iflg. 2-komplementmetoden eit negativt tal, der 2- komplementet er det motsett like positive talet: 2-kompl. av er 10000, dvs. 16. Men svaret 16 stemmer ikkje med kontrollrekninga, som gjev 16. Årsaka til avviket er at 16 ligg utanføre det lovlege intervallet. Oppgåve 2 [20 % ; digitalteknikk] Set opp tabell for å avgjera om AND-operasjonen er assosiativ eller ikkje: A (B C) = ( A B) C Set opp tabell for å avgjera om NOR-operasjonen er assosiativ eller ikkje: A +B+C = A+B+C A B C (B C) A (B C) (A B) (A B) C Dei to resultatkolonnane er identiske, dvs. OR er assosiativ.

3 Side 3 av 9 A B C (B+C)' (A+(B+C)')' (A+B)' ((A+B)'+C)' Dei to resultatkolonnane er ikkje identiske, dvs. NOR er ikkje assosiativ. Dette algebraiske uttrykket skal forenklast til eit uttrykk med to bokstavar: P Q + R Q + (P+R) Bruk algebraiske omrekningar, ikkje tabell eller diagram. P Q + R Q + (P+R) T.4( = (P Q) (R Q + P + R) P.4( = PQ = P Q + R Q + P + R T.5( P.5( = P Q Q R + P P T.1( Bruk av P.3 og P.2 er ikkje markert i utrekninga. c) Den logiske funksjonen F( A,B,C, D) = (3,5,7,9,13) = P Q T.3 R Q + P + R T.3 T.6( Q + P Q R = PQ + P Q R skal skrivast på enklaste algebraiske produkt av sum-form. Bruk Karnaugh-diagram som hjelpemiddel. CD AB D A+B+C A+C F( A,B,C, D) = D( A + C)( A + B + C)

4 Side 4 av 9 Oppgåve 3 [25 % ; digitalteknikk] Skriv opp eksitasjonstabellane for vippetypane D, JK og T. For å spara litt skriving, kan du setja opp alle inngangskolonnane i eine og same tabellen. Q Q' D J K T Resten av oppgåva handlar om ei synkron sekvenskopling som har dette tilstandsdiagrammet: x/y AB 0/0 1/ /0 0/0 0/1 11 1/0 10 0/0 1/0 i) Kor mange vipper inneheld koplinga? ii) iii) iv) 2 Ingen Kor mange ubrukte tilstandar finst det? Er dette MOORE- eller MEALY-logikk? Gjev grunn for svaret. Kor mange inngangar og kor mange utgangar har koplinga? Mealy: I tilstand 11 vil x = 0 gje y = 1, medan x = 1 gjev y = 0. 1 inngang (x); 1 utgang (y) c) Set opp nestetilstandstabell, og konstruer sekvenskoplinga ved hjelp av JK-vipper. Vippeinngangsfunksjonane skal skrivast på algebraisk sum av produkt-form.

5 Side 5 av 9 Teikn logisk skjema. A B x A' B' y J A K A J B K B y = A B x J A = K A = B x + B x J B = K B = x d) Vurder ut frå svara i a og c om ein annan vippekarakteristikk enn JK kunne ha eigna seg betre i denne konstruksjonen. Funksjonsuttrykka for dei to inngangane på vippe A er like. Det same gjeld for vippe B. Dvs. at JK-vippene utfører berre «uendra tilstand» og «tilstandsbyte». Ei T-vippe kan simulerast ved å kopla saman dei to inngangane på ei JK-vippe. I dette tilfellet kunne ein då ha oppnådd dei same tilstandsovergangane ved å byta ut dei to JK-vippene med to T-vipper der T A = J A = K A og T B = J B = K B.

6 Side 6 av 9 Oppgåve 4 [10 % ; datakommunikasjon] Maskin B mottek ein oktettstraum frå maskin A, parallelt med at maskin A mottek ein oktettstraum frå maskin B, gjennom ein TCP-sesjon som er i dataoverføringsfasen. Alle segmenta inneheld 1500 oktettar i datafeltet. Sjå tidsforløpet i figuren under: A B okt > 4 SEQ = ACK = < okt SEQ = ACK = okt > 6 SEQ = ACK = < okt SEQ = ACK = okt > 8 SEQ = ACK = < okt SEQ =?? ACK =?? Eitt av TCP-segmenta frå B går tapt undervegs før det kjem fram til A. Kva nummer har det? Observer at ACK i segment nr. 8 kvitterer for alle oktettar tom Dvs. at segment nr. 7, som inneheld oktettar fom , ikkje vart motteke av A. Segment nr. 7 må altso ha gått tapt. Finn SEQ- og ACK-verdiane som ikkje er oppgjevne for TCP-segment nr. 9. Det vart oppgjeve at berre eitt av segmenta (funne i a til å vera nr. 7) ikkje nådde målet, og av det veit me for visst at nr. 8 og nr. 9 kom fram. Segment nr. 8 kvitterer for alle oktettar tom frå A. Då skal segment nr. 9 innehalda oktettar fom Segment nr. 8 inneheld oktettar Då er neste venta oktett frå B nr SEQ = 13372; ACK =

7 Side 7 av 9 Oppgåve 5 [20 % ; datakommunikasjon] Ei vertsmaskin har denne IP-konfigureringa: IP address: Subnet mask: Default gateway: Rekn ut NetID-lengda (N-verdien) for dette logiske nettet, og skriv opp nettadressa (NetID etterfylgd av HostID = 0) på CIDR-format: aaa.aaa.aaa.aaa/nn = NetID-bitane er markerte med 23 1-arar i tilsvarande posisjonar. N = 23. IP NM & = NetID og nettadressa kan skrivast /23. Rekn ut kor mange IP-nodar (vertsmaskiner eller rutargrensesnitt) det er adressekapasitet til i dette logiske nettet. HostID inneheld 32 N dvs = 9 bit. Adresseromet har storleiken 2 32 N = = 2 9 = 512 og fråtrekt dei to reserverte HostID er det adressekapasitet for 2 32 N 2 = = = 510 IP-nodar.

8 Side 8 av 9 c) Finn den minste IP-adressa og den største IP-adressa som IP-nodar i dette logiske nettet kan tildelast. HostID = er reservert som notasjon for nettverksadressa, og HostID = er reservert som kringkastingsadresse. Minste adresse: Adressa er Det er ikkje uvanleg å bruka adressa med HostID = 1 til standard rutarport. (Default Gateway ; jf. IP-konfigureringa i denne oppgåv. Største adresse: Adressa er d) I eit punkt til punkt logisk nett er der berre to IP-nodar; ein i kvart endepunkt. Vis at NetID-lengda (N-verdien) for dette logiske nettet ikkje kan vera større enn N = 30. To HostID er alltid reserverte: 0 0 for nettverksadressa og 1 1 for IP-kringkasting. Med dei to node-ip-adressene trengst då til saman ikkje mindre enn fire adresser, dvs. minst 2 bit for HostID. 00 CIDR nettverksadresse 01 IP-node nr IP-node nr kringkastingsadresse

9 Side 9 av 9 Oppgåve 6 [10 % ; datakommunikasjon] I MAC-ramme nr. 60 er ein UDP header markert. Kva er mottakar-portadressa på transportlaget for dette segmentet? Kva for ein protokoll er tildelt denne verdien som «Well known port» (standardisert portadresse)? Kan lesast i midtfeltet, som syner fram protokolldetaljane i ramme nr. 60 (som er markert i lista over rammer; i det øvste feltet). Mottakar-portadresse: «Dst Port: 53» Protokoll: DNS (Domain Name System) Applikasjonslagsmeldinga inneheld tekststrengen Kva skal strengen brukast til på mottakarsida? Mottakaren av DNS-førespurnaden er ein DNS-tenar som på grunnlag av DNS-namnet skal slå opp ei assosiert IP-adresse i sin lokale database eller senda førespurnaden vidare til ein DNStenar på eit anna nivå i DNS-hierarkiet.