I Kalkulator som ikke kan kommunisere med andre

Transkript

1 G høgsklen i sl I Emne:- D a tama- ski narkite kt ur -EmnekOde:LOT34 Faglig veileder: Lars Kristiansen [GruPPe{r) rei<:sa m e 'm ppj ga ven I består av:.-- - Tillatte hjelpemidler: I ntafrs i der (Inkl Dat: I-Eksa m en-sti d: I n-:ta]rppgaver: O"").ur I~. frsiden):! lle trykte g skrevne hjelpe'tdler.. I Kalkulatr sm ikke kan kmmunisere med andre Iniallvedleii ~ Kandidaten må selv kntrllere at ppgavesettet er fullstendig. Ved eventuelle I uklarheter i ppgaveteksten skal du redegjøre fr de frutsetninger du legger til grunn fr løsningen. vdeling (r ingeniørutdanning. Crt delersgate Osl. tit faks: OS. iu@hi.n

2 Dette ppgavesettet består av fire ppgaver. Du kan anta at hver av de fire ppgavene teller mtrent like mye. Dersm du finner ppgaveteksten uklar eller ufullstendig, bør du RPlyse m hvilken tlkning sm ligger til grunn fr din besvarelse. Oppgave 1 Denne ppgaven dreier seg m assemblerprgrammer (fr assembleren TSM). Oppgave a nta at registeret ax hlder tallet O g at registeret bx hlder tallet 2. Hvilket tall hlder ax etter at de t instruksjnene add ax J bx add ax, bx er utført? egrunn svaret. (Slutt på ppgave a.) Du har gitt tre prsedyrer les, skriv g randint. (Du skal altså ikke implementere disse prsedyrene.) Prsedyren les ber bruker m et heltall (i intervallet O,...,216- I), leser inn dette heltallet g legger det i registeret ax. Prsedyren frandrer ikke innhldet av andre registre enn ax. Prsedyren skri v skriver innhldet av registret ax til skjemlen (g ufører deretter et linjeskift). Prsedyren frandrer ikke innhldet av registrer. Prsedyren randint genererer et tilfeldig tall (i intervallet O,...,216-1) g legger det registeret bx. Prsedyren frandrer ikke innhldet av andre registre enn bx. Ingen av de tre prsedyrene frandrer innhldet av minnet (RM). (Dette er alt du trenger å vite m de tre prsedyrene. Du trenger ikke vite hvrdan innmaten i prsedyrene ser ut.) Under finner du et assemblerprgram sm trekker et tilfeldig tall ved å kalle prsedyren randint. Deretter kan en bruker gjette hvilket ta.ll prgrammet har trukket. Prgrammet vil frtsette å be brukeren m å skrive inn ta.ll inntil brukeren svarer med tallet prgrammet har trukket ut. Når det skjer, terminerer prgrammet.. HODEL SMLL.STCK 100h.DT < datadeklarasjner > rde < prsedyredeklarasjner main prc near. STRTUP call randint gjenta: call les cmp ax. bx.exit main END endp jne gjenta > 1

3 Oppgave b Mdifiser prgrammet ver slik at det terminerer dersm brukeren ikke gjetter riktig innen 100 frsøk. Umiddelba.rt før prgrammet terminer skal tallet sm ble trukket ut skrives til skjermen. Oppgave c Mdifiser prgrammet ver slik at et nytt tall trekkes hver gang brukeren gjetter riktig. Når brukeren har gjettet riktig fem ganger, skal prgrammet terminere. Det skal infrmeres m at en gjetning var krrekt ved at tallet O skrives til skjermen. (ntall frsøk skal være ubegrenset. ) Oppgave d Du skal nk en gang mdifisere prgrammet ver. Prgrammet skal nå gi brukeren hjelp til å gjette riktig. Hver gang brukeren skriver inn et tall, skal prgrammet svare med å skrive ut den beste gjetningen så langt, dvs. det av de tallene brukeren ha.r skrevet inn sm ligger nærmest tallet prgrammet har trukket ut. (ntall frsøk skal være ubegrenset, g prgrammet skal terminere når brukeren har gjettet riktig en gang.) Oppgave 2 Oppgave a F\mksjnen F er gitt ved det blske uttrykket (W + X)(Y + Z). Implementer F ved hjelp av lgiske prter. Oppgave b F\1nksjnen F er gitt ved F(X,Y,Z) = Em(O,l,7). Tegn en kmbinatrisk krets sm implementerer F. Kretsen skal innehlde så få prter sm mulig, g den skal ikke innehlde ne annet enn ND-, OR- g NOT-prter. Oppgave c F\1nksjnen F er gitt ved sannhetsverditabellen 1 l 11 O l Implementer F ved hjelp av lgiske prter. ruk så få prter sm mulig. Oppgave d F\tnksjnen F er gitt ved F(W, X, Y, Z) = E m(o, 1,2,3,7,11,15). Tegn en kmbinatrisk krets sm implementerer F. Kretsen skal innehlde så få prter sm mulig, g den skal ikke innehlde ne annet enn ND-, OR- g NOT-prter. ruk Karnaugh-diagram, g vis fremgangsmåten. 2

4 Oppgave e F\mksjnen F er gitt ved F(W, X, Y, Z) = E m(o, 1, 2,4,5,8, 10, 12). Tegn en kmbinatrisk krets sm implementerer F. Kretsen skal innehlde så. få prter sm mulig, g den skal ikke innehlde ne annet enn ND-, OR- g NOT-prter. ruk Karnaugh-diagram, g vis fremgangsmåten. Oppgave f F\mksjnen F er gitt ved F(W,X,Y,Z) = Em(l,9,13, 14). Videre, har vi "dn't Cafe" betingelsene d(w,x,y,z) = Em(3,4,5, 12). Tegn en kmbinatrisk krets sm implementerer F under de gitte "dn 't Cafe" betingelsene. Kretsen skal innehlde så. få prter sm mulig, g den skal ikke innehlde ne annet enn ND-, OR- g NOT-prter. ruk Karnaugh-diagram, g vis fremgangsmåten. Oppgave g Funksjnen F er gitt ved F(X,Y,Z) = Em(l,2,5,6). lmplementer F ved hjelp aven 4-til-1 multiplekser g en NOT-prt. (Du skal ikke bruke andre prter enn den ene NOTprten.) Oppgave h Funksjnen F er gitt ved F = (X + Y)(X + Z). Implementer F utelukkende ved hjelp NND-prter. ruk så få NND-prter sm mulig. Oppgave 3 X/Y7, ~ 00 Figure Tilstandsdiagram Figur 1 viser et tilstandsdiagram ver en sekvensiell krets. Kretsen har en inngang (input) X g en utgang (utput) Y. 3

5 Oppgave a Implementer kretsen gitt ved tilstandsdiagrammet i figur 1. Du skal bruke D-vipper. Du trenger t slike vipper. Kall dem g. Tegn et kretsdiagram. Sørg fr at kretsdiagrammet blir enklest mulig. Vis fremgangsmåten. (Slutt på ppgave a.) En JK-vippe har t innganger. Dersm vi kaller selve vippen fr Q, så er det vanlig å kalle disse inngangene JQ g KQ. Her er tabell sm beskriver hvrdan en JK-vippe virker: Oppgave b Implementer kretsen fra ppgave a ved hjelp av JK-vipper. Sørg fr at kretsdiagra.mmet blir enklest mulig. Vis fremgangsmåten. Oppgave c I denne ppgaven skal du tegne et tilstandsdiagram sm beskriver en sekvensiell krets. Kretsen sm har en inngang X g en utgang Y I ligner på kretsen gitt med tilstandsdiagrammet i figur 1. Kretsen fra figur 1 gir utput Y = 1 hver gang den har mttatt sekvensen 0101; ellers gir den utput Y =. Kretsen du skal tegne et tilstandsdiagram ver I skal gi utput Y = 1 hver gang den har mttatt sekvensen 11011; ellers skal den gi utput Y =. Legg merke til at sekvenser kan verlappe. (Fr eksempel innehlder sekvensen t frekmster av sekvensen ) Oppgave 4 l j 1illle12-liI-t mulripiebcr ~ c Figure 2: 2-til. multipleksere Figur 2 viser en standard singel 2-til-l multiplekser g en standard kvadrupel 2-til-l multiplekser. En 2-til-l multiplekser har t input-linjer, g ett select-bit S. Den har en 4

6 utput-linje C. Hvis S = O, så C = j hvis S = 1, så C =. (Ved å sette select-bitet S, kan man altså styre en av linjene g gjennm multiplekseren.) Den single multiplekseren har kun ett bit på hver linje. Den kavdruple multiplekseren har fire bit på hver linje. ( = 32l, = 32I g C = CaC2CIC,) Oppgave a Sett sammen fire single 2-til-l multipleksere til en kvadrupel 2-til-l multiplekser. (Slutt på ppgave a.) D Figure 3: LU sm blant annet utfører bitvis "and" g bitvis "r" (ppgave b) Figur 3 viser en LU (arithmetic lgical unit) med t styringsbit 81 g 82- F\mksjnaliteten til LU'en er gitt ved tabellen Sl S Operasjn. eskrivel"e av persjn ~- ~- D = verfører til D D = nt enerkmplement, dvs. Di = ; fr i = O, 1,2,3 D = and bitvis "and", dvs. Di = i' i fr i = 0,1,2,3 D = r bitvis "r", dvs. Di = i + i fr i = 0,1,2,3 itvis "and" betyr a.ltså at and-perasjnen (blsk multiplikasjn) utføres bit fr bit, så f.eks llooandol01 = 0100 g 1001 and 1111 = itvis "r" virker på samme måte med hensyn på r-perasjnen (blsk sum). Oppgave b Implementer LU'en i figur 3 ved å tegne et kretsdiagram. Du kan bruke den kvadruple 2-til-l multiplekseren fra ppgave a. (Slutt på ppgave b.) Figur 4 viser en meget enkel LU med kun ett styringsbit S. F\1nksjnaliteten til LU'en er gitt ved tabellen (Eventuelle utganger sm markerer verftw etc. er irrelevante i denne sammenheng. 5

7 s D Figure 4: LU sm utfører addisjn g subtraksjn (ppgave c) _t. j~ 4 RI - R,- R.- Lum t D Figure 5: LU sm ska.! knstrueres i ppgave c Figur 5 viser nk en LU. Den har styringsbitene R2, RI, R. F\1nksjnaliteten er gitt ved tabellen Oppgave c (bitvis "and") (bitvis "r") (addisjn) (subtraksjn) (verfører) (enerkmplement) (inkrement) (dekrement) Sett sammen LU I fra figur 3 g LU Il fra figur 4 til LU III fra figur 5. Du kan bruke den kvadruple 2-til-l multiplekseren fra ppgave a g alle andre standard kmpnenter du måtte ønske, dvs. dekdere, multipleksere etc. R