HiST-AFT-EDT Datateknikk TELE1003-A 13H. Oppgåve 1 [15 % ; digitalteknikk] Side 1 av 10

Transkript

1 Side 1 av 10 HiST-AFT-EDT Datateknikk TELE1003-A 13H Deleksamen tema digitalteknikk og datakommunikasjon ; fasit Oppgåve 1 [15 % ; digitalteknikk] a) Konverter dei to desimaltala 69 og 248 til binær form (bruk divisjon på grunntalet r = 2) : 69 : 2 = /2 34 : 2 = /2 17 : 2 = 8 + 1/2 8 : 2 = 4 + 0/2 4 : 2 = 2 + 0/2 2 : 2 = 1 + 0/2 1 : 2 = 0 + 1/2 Heiltalsdel lik null er oppnådd. Avlesing av divisjonsrestar nedanfrå gjev : 248 : 2 = /2 124 : 2 = /2 62 : 2 = /2 31 : 2 = /2 15 : 2 = 7 + 1/2 7 : 2 = 3 + 1/2 3 : 2 = 1 + 1/2 1 : 2 = 0 + 1/2 Heiltalsdel lik null er oppnådd. Avlesing av divisjonsrestar nedanfrå gjev b) Konverter heksadesimaltalet 0x12 til binær form = 10010

2 Side 2 av 10 c) Gjer dei tre reknestykka med 2-komplementrepresentasjon der ordlengda er 6 bit. Fylg framgangsmåten strengt. Set dobbel strek under svaret. Svara skal kontrollreknast med desimale tal. Lovleg område: { 2 6 1, } = { 32, 31} Kontrollrekningar i parentes. ''''' ( 17) (17) stryk overskytande «1» = (0) Svaret er null Subtraksjon av positivt tal tilsvarar addisjon av negativt tal: 2-komplementet til er (17) ( 30) = ( 13) neg. forteikn Svaret representerer iflg. 2-komplementmetoden eit negativt tal, der 2-komplementet er det motsett like positive talet: 2-kompl. av er , dvs. 13. Svaret er 13. ' (17) (30) (47) neg. forteikn Svaret representerer iflg. 2-komplementmetoden eit negativt tal, der 2-komplementet er det motsett like positive talet: 2-kompl. til er dvs. 17. Men svaret 17 stemmer ikkje med kontrollrekninga, som gjev 47. Årsaka til avviket er at 47 ligg utanføre det lovlege området { 32, 31}, og då fungerer ikkje lenger 2-komplementmetoden og regelen om MSB = forteiknsbit.

3 Side 3 av 10 Oppgåve 2 [15 % ; digitalteknikk] a) Den logiske funksjonen F( A, B, C, D)= (0,1,2,4,6,8,10,11,12,14) skal skrivast på enklaste algebraiske produkt av sum-form. Bruk Karnaugh-diagram som hjelpemiddel. CD AB D A+B+C A+B+C F(A, B, C, D) = D (A + B + C) (A + B + C) b) Bruk distributiv lov og «multipliser ut» svaret, og vis at resultatet kan forenklast vha. algebraiske reknereglar til enklaste algebraiske sum av produkt-form. F(A, B, C, D) = D (A + B + C) (A + B + C) = (DA + DB + DC) (A + B + C) = D A A + D A B + D A C + D B A +D B B + D B C +D C A + D C B + D C C = 0 + D B (A + A) + A C D + B D + B D C + A C D + B C D + 0 [B D C og B C D kan strykast pga. absorpsjon i B D] F(A, B, C, D) = B D + A C D + A C D Oppgåve 3 [30 % ; digitalteknikk] a) Teikn logisk skjema for eit 4-bit skiftregister som har seriell inngang og parallelle utgangar. Sjå figur 6.3 i læreboka. b) Kva er den vanlege nemninga for ein type sekvenslogikk som genererer ein fast, repetert syklus av utgangsverdiar? Teljar (Counter) Resten av oppgåva handlar om ei sekvenskopling som skal gå gjennom desse åtte tilstandane, og so byrja på ny: 0000, 1000, 1100, 1110, 1111, 0111, 0011, Det er ingen inngangar (bortsett frå synkron klokkeinngang), og dei fire vippeutgangane A, B, C og D er direkte utgangsverdiar.

4 Side 4 av 10 Sjå tilstandsdiagrammet: ABCD c) Skriv opp nestetilstandstabell. Nestetilstandane for ubrukte tilstandar skal markerast med «-» i tabellen. A B C D A t+1 B t+1 C t+1 D t

5 d) Konstruer sekvenskoplinga med D-vipper, der valfrie kombinasjonar skal utnyttast til å finna funksjonsuttrykk med færrast råd bokstavar. Side 5 av 10 Teikn logisk skjema. Merk at D-vippa har triviell karakteristikk, slik at dei etterspurde vippeinngangsfunksjonane er identisk like nestetilstandane. D A D B D C D D = D = A = B = C e) Skriv overgangane for dei ubrukte tilstandane inn i tilstandsdiagrammet. Undersøk om sekvenskoplinga er sjølvstartande. Dei funne vippeinngangsfunskjonane i deloppgåve d kan leggjast til grunn for analysen. Dei funne vippeinngangane, og med det nestetilstandane, er markerte med halvfeit skrift i tabellen: A B C D D A D B D C D D

6 Side 6 av 10 Tilføygde overgangar i tilstandsdiagram: Ikkje sjølvstartande, for det finst ingen overgang til nokon lovleg tilstand. f) Vis at sekvenskoplinga alltid er sjølvstartande dersom ein innfører D C = (A + C) B Modifikasjonen fører til annan vippeinngang og nestetilstand i to tilfelle. Dei er markerte med raud halvfeit skrift: A B C D D A D B D C D D

7 Side 7 av 10 Her ser ein at den slutta sekvensen av ubrukte tilstander vert ført over i lovlege tilstandar: og Det vil altso gå maks. fem klokkeperiodar før ein lovleg tilstand er oppnådd. Sekvenskoplinga er sjølvstartande

8 Side 8 av 10 Oppgåve 4 [10 % ; datakommunikasjon] I MAC-ramme nr. 63 (sjå figuren) er det markert ein oktett som har verdien 0x12. a) Korleis skal verdien til denne oktetten tolkast? Verdien 0x12 kan skrivast på binær form: Dei to «1»-bitane representerer flagga SYN=1 og ACK=1 i TCP header. b) Kva for rolle spelar ramma i gjennomføringa av ein TCP-sesjon? Ramme 63 er den andre av tre rammer i eit trevegs handslag («three-way handshake»), altso oppkopling av ei TCP-forbinding (opning av ein TCP-socket). Det fungerer både som oppkoplingssegment i bakoverretning («motanrop») og som kvittering på det fyrste oppkoplingssegmentet.

9 Side 9 av 10 Oppgåve 5 [30 % ; datakommunikasjon] Ei datamaskin har denne IP-konfigureringa: IP address: Subnet mask: Default gateway: a) Rekn ut NetID-lengda (N-verdien) for dette logiske nettet = NetID-bitane er markerte med 21 1-arar i tilsvarande posisjonar. N = 21. b) Skriv opp nettadressa (NetID etterfylgd av HostID = 0) på CIDR-format: aaa.aaa.aaa.aaa/nn IP NM & = NetID og nettadressa kan skrivast /21. c) Rekn ut kor mange IP-nodar (vertsmaskiner eller rutargrensesnitt) det er adressekapasitet til i dette logiske nettet. HostID inneheld 32 N dvs = 11 bit. Adresserommet har storleiken 2 32 N = = 2 11 = 2048 og fråtrukke dei to reserverte HostID er det adressekapasitet for 2 32 N 2 = = = 2046 IP-nodar.

10 Side 10 av 10 d) 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 oppgåva). Største adresse: Adressa er e) Avgjer om direkte sending eller indirekte sending må brukast når ei IP-pakke skal sendast frå den aktuelle vertsmaskina til mottakaradressa Utnytt at = Merk: Oppgåva skal løysast ved å maskera og samanlikna høvelege binære verdiar. Ein alternativ løysingsmåte finst, men det gjev ikkje full utteljing. Mottakar-IP NM & Tilsv.bit = NetID (jf. b) skal samanliknast med bitverdiane i dei tilsvarande posisjonane i mottakaradressa vha. XOR-operasjonen: NetID Tilsv. bit ^ = Dette resultatet er 0, dvs. at indirekte sending skal brukast.