Datateknikk TELE1005-A 15H HiST-FT-IEFE

Transkript

1 Side 1 av 8 Datateknikk TELE1005-A 15H HiST-FT-IEFE Deleksamen tema digitalteknikk og datakommunikasjon ; løysing Oppgåve 1 (Digitalteknikk; 20 %) Løysingsmetoden er valfri i denne oppgåva, men det er eit krav at framgangsmåten går fram av oppgåvesvaret. * Skriv funksjonen f (x, y,z) = x y på algebraisk sum av standardprodukt-form (Sum of minterms). x y P.2( = x y 1 P.5( * Skriv funksjonen P.4 (a ) = x y (z+z) g( A,B,C) = (B+C)( A+B+C) = x y z + x y z på algebraisk produkt av standardsum-form (Product of maxterms). (B+C) P.2( ( A+B+C ) = [(B+C ) + 0 P.5( P.3( = ( A+B+C)( A+B+C)( A +B+C) P.4( ](A +B+C) = [(B+C) + A A ]( A +B+C) T.1( = (A +B+C)( A+B+C )(A +B+C) = ( A+B+C)( A +B+C) P.3 (kommutativ lov) er nytta i endå ein overgang utan at det er markert. T.4 (assosiativ lov) er ikkje markert. c) * Skriv funksjonen h( p,q,r) = p + q + pr på algebraisk sum av produktform med færrast råd bokstavar. T.5( p + q + p r T.3 = p + q p r T.6( = p + p q r = p P.3 (kommutativ lov) og T.4 (assosiativ lov) er ikkje markert. d) * Skriv funksjonen k(x, y,z) = x y z på indeksert sum av standardprodukt-form (Σ-form). x y z = (x y)z + x y z = (x y + x y) z + (x y + x y) z = x y z + x y z + x y z + x y z k(x, y, z) = Σ(1,2,4,7)

2 Side 2 av 8 I omforminga er denne identiteten for den inverterte XOR nytta: x y = x y + x y = x y x y = (x+ y)(x+ y) = x x + x y + xy + y y der XOR-operasjonen er definert i boolesk algebra: x y = x y + x y = 0 = 0 = x y + x y Oppgåve 2 (Digitalteknikk; 15 %) Figuren under framstiller ei synkron sekvenskopling med ein inngang og ein utgang. Koplinga inneheld ei vippe med T-karakteristikk. x & 1 T Q y & Q * Kva for eit triggemønster har vippa? Inverteringsringen og flankevinkelen markerer at vippa triggar på negativ flanke i klokkesignalet. * Set opp funksjonstabellen for vippeinngangen T. Argumentvariablar i funksjonstabellen er vippetilstanden Q og eksterninngangen x. Q x T c) * Utvid funksjonstabellen med ein kolonne for å oppnå ein nestetilstandstabell. Bruk ev. den karakteristiske tabellen for T-vippe (jf. kap. 5.4 s.218 i lærebok Q x T Q t

3 Side 3 av 8 d) * Teikn tilstandsdiagrammet for sekvenskoplinga. Q x Ein observerer at sekvenskoplinga fungerer som ei D-vippe. Oppgåve 3 (Digitalteknikk; 25 %) Figuren under viser tilstandsdiagrammet til ei sekvenskopling. x/y ABC 0/0 1/0 1/0 1/1 1/0 0/0 1/0 1/0 1/0 0/0 1/ /0 0/0 0/0 0/0 0/1 * Kor mange eksterne inngangar og kor mange eksterne utgangar har koplinga? 1 inngang: x 1 utgang: y * Er dette MOORE- eller MEALY-logikk? Gjev grunn for svaret. MOORE-logikk. For kvar einaste av dei åtte tilstandane i tilstandsdiagrammet gjeld: Utgangsverdien er avhengig berre av tilstanden, ikkje av inngangsverdiar. (Og i deloppgåve e finn ein at inngangsverdien x ikkje førekjem i uttrykket for utgangsfunskjonen y.)

4 Side 4 av 8 c) Føremålet med koplinga er å detektera ein bitsekvens. Når den fullstendige sekvensen er detektert, kjem verdien 1 på ein utgang. * Kva er den aktuelle bitsekvensen? * Korleis vert «fullstendig sekvens detektert» indikert på utgangssida? * Vil koplinga detektera ein sekvens dersom han overlappar med ein føregåande sekvens? Når ein les frå venstre mot høgre ser ein at kvar av dei åtte tilstandane i tilstandsdiagrammet representerer «N bit i korrekt sekvens detektert»: Talet N tilsvarar indeksverdien 0 7 for tilstandsvariablane A B C. Når fullstendig sekvens er detektert, er koplinga i tilstand I den tilstanden er utgangen y = 1. Dersom overlappande sekvens hadde vore gyldig, skulle overgangen frå tilstand med x = 1 ha vore til tilstand 1 0 0, dvs. «4 bit i korrekt sekvens detektert». Men i tilstandsdiagrammet er den nemnde overgangen til tilstand 0 0 1, dvs. neste sekvensdeteksjon byrjar frå fyrste bit i sekvensen. Ved to overlappande sekvensar vert då berre den fyrste av dei detektert. d) * Set opp nestetilstandstabellen for sekvenskoplinga. * Ev. eksterne utgangar skal òg skrivast inn i tabellen. A B C x y A t+1 B t+1 C t e) * Sekvenslogikken skal implementerast vha. D-vipper og logiske portar. Funksjonane skal framstillast på enklaste sum av produkt-form (Sum of Minterms er feil; skal vera Sum of products). * Teikn logisk skjema. Merk at D-vippa har triviell karakteristikk, slik at vippeinngangsfunksjonane er identiske med nestetilstandsverdiane: D A = A t+1 ; D B = B t+1 ; D C = C t+1. Forenkla funksjonsuttrykk funne vha. Karnaugh-diagram:

5 Side 5 av 8 AB\Cx A B C y = A B C AB\Cx A C x A B C x A B C x D A = A C x + A B C x + A B C x AB\Cx B C x B C x D B = B C x + B C x AB\Cx B x A x C x D C = A x + B x + C x

6 Side 6 av 8 Oppgåve 4 (Datakommunikasjon; 10 %) Eit datakommunikasjonssystem har som regel ei oppbygning som er rik på detaljar og som omfattar fleire ulike fagfelt. Det kan vera tilnærma umogeleg for éin fagperson eller eitt fagmiljø å tileigna seg fullt oversyn over alle desse konstruksjonsdetaljane. * Skisser ein modell for korleis eit kommunikasjonssystem kan konstruerast og drivast på ein strukturert og rasjonell måte. * Kva for eit prinsipp i denne modellen gjer at det vert ei betre løysing, og kvifor? Forklår! Lagdelingsmodell, t.d. ISO-OSI forenkla 5-lags modell. Nærskylde oppgåver er samla i definerte lag. Det skal spesifiserast eintydige grensesnitt mellom entitetane på dei ymse laga og eintydige protokollar mellom to entitetar på det same laget. Entitetane er typisk separate programvaremodular (eller maskinvaredrivarar). Funksjonaliteten på eitt lag kan endrast utan at det treng gripa inn i detaljane på andre lag. Fleire personar eller organisasjonar kan samarbeida om prosjektet ved at kvar har ansvar for detaljane i sin entitet / protokoll. * Set namn på dei 5 elementa som inngår i modellen i deloppgåve a. 1: Fysisk lag 2: Lenkjelaget 3: Nettlaget 4: Transportlaget 5: Applikasjonslaget Oppgåve 5 (Datakommunikasjon; 20 %) Ei vertsmaskin har denne IP-konfigureringa: IP Address: Subnet Mask: Default Gateway: * Rekn ut NetID-lengda (N-verdien) for dette logiske nettet. * Skriv opp nettadressa (NetID etterfølgd av HostID = 0) på CIDR-format: aaa.aaa.aaa.aaa/nn = NetID-bitane er markerte med 21 «1»-bit i tilsvarande posisjonar. N = 21. IP NM &

7 Side 7 av 8 = NetID og nettadressa kan skrivast /21. * Rekn ut kor mange IP-nodar (vertsmaskiner og rutargrensesnitt) det er kapasitet til i dette logiske nettet. HostID inneheld 32 N dvs = 11 bit. Adresserommet har storleiken 2 32 N = = 2 11 = 2048 og fråtrekt dei to reserverte HostID er det adressekapasitet for 2 32 N 2 = = = 2046 IP-nodar. 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 denne HostID til standard rutarport. (Default Gateway ; jf. IP-konfigureringa i denne oppgåv. Største adresse: Adressa er d) Dette logiske nettet skal delast opp (partisjonerast) i to nye logiske nett, kvart av dei med halve storleiken i høve til det opphavlege nettet. * Finn nettadressene på CIDR-format (jf. deloppgave for de to nye subnetta. Den eksisterande NetID kan gjerast om til to nye ved å utvida med ein bit teken frå HostID og gje biten verdien «0» og «1» i kvart sitt nye nett. For båe dei to nye netta er i dette tilfellet N = 22, medan HostID-lengda er redusert frå 11 til 10. Nett nr. 1: Nettadressa er /22. Nett nr. 2:

8 Side 8 av 8 Nettadressa er /22. Oppgåve 6 (Datakommunikasjon; 10 %) I Ethernet-ramme nr. 65 er ei TCP-portadresse med verdien 0x09c7 utheva. * I kva retning er dette TCP-segmentet sendt frå tenaren til klienten (Server Client)? frå klienten til tenaren (Client Server)? Avsendarporten er Det er ei portadresse > 1024, som typisk er ein kortlivsport på klientsida. Denne observasjonen tyder på at senderetninga er klient tenar. Sjå òg deloppgåve b. * Kva er mottakarporten for dette segmentet? Portadressa er 80, som er den vanlege portadressa (Well known port) til ein HTTP-tenar. Denne observasjonen byggjer opp under svaret på deloppgåve a; senderetning klient tenar.