Domande + Risposte esame Architettura dei calcolatori

Che cos'è una Demultiplexer indirizzabile (DMUXL)?

È un DMUXL i cui segnali di abilitazione sono collegati con le uscite di undecodificatore. (Abbiamo un ingresso (D) e più uscite (F0,F1,F2,F3)).

Che cos'è un comparatore?

Il comparatore è una macchina che ha in ingresso due dati A e B ed in uscita rilascia un segnale Booleano EQ che alza il suo flag ad 1 se A = B.

Che cos'è il bit di parità e a che serve?

Quando trasferiamo dei dati da una sorgente ad una destinazione si usano codici ridondanti affinché si possano controllare presenze di eventuali errori. Ci affidiamo al controllo con singolo bit di parità ovvero, le parole devono arrivare al destinatario con una lunghezza di bit pari prefissata. Qualora il numero di bit '1' che andiamo a contare non dovesse risultarci un numero pari (bensì dispari), aggiungiamo un bit, che muterà la disparità della stringa codice, in pari.

è detto fronte di discesa. Il tempo è quindi il modo in cui misuriamo la sequenza di fronti di salita e discesa del clock. Lo stato di un circuito sequenziale è l'insieme dei valori delle variabili interne del circuito in un determinato istante di tempo. Ogni stato rappresenta una configurazione specifica del circuito e determina il comportamento delle uscite del circuito nel successivo istante di tempo. Le reti combinatorie, invece, non hanno variabili interne e quindi non hanno uno stato. Le uscite di una rete combinatoria dipendono solo dagli ingressi presenti in un determinato istante di tempo e non sono influenzate da eventi passati o futuri.

èdetto fronte di discesa. Le uscite di un circuito sequenziale dipendonodagli stati precedenti. Lo stato di un circuito sequenziale dunque èdeterminato da variabili di stato e da una funzione di transizione che inbase allo stato presente e agli ingressi che forniamo, determina lo statoprossimo. Lo stato viene aggiornato ad ogni ciclo di clock. Permemorizzare gli stati di un circuito ci serviamo di elementi di memoriadetti bistabili (flip-flop).

Che cos'è un automa a stati finiti? Il numero degli stati che un circuito sequenziale può assumere è finito. Ilmodello che descrive il comportamento degli stati prende il nome diautoma a stati finiti ed è definita dalla quintupla. (I,U,S,T,W). I = Alfabetodi ingresso. U = Alfabeto di uscita. S = Insieme degli stati. T = Funzioneprossimo stato. W = Funzione di uscita.

Che cos'è la tabella degli stati? Il comportamento di una macchina sequenziale è descritta dalla tabelladegli stati.

Negli indici di colonna ci sono i simboli di ingresso. Negli indici di riga troviamo i simboli di stato. (Macchine di Mealy e di Moore).

Cap. 4

Che cosa sono i latch ed i flip-flop?

I latch ed i flip-flop sono circuiti elettronici in grado di memorizzare un singolo bit. Essi sono bistabili dal momento che a seconda dell'ingresso memorizzano 0 o 1 (e rimangono stabili in assenza di input). Ed hanno due output (Q e Q') che sono sempre l'uno il complemento dell'altro.

Che cosa sono i latch SR e come sono fatti?

Il latch SR è realizzato con due porte NOR o due porte NAND. Ha due linee di ingresso S (set) e R (reset). Set porta Q allo stato 1 e memorizza 1. Reset porta Q allo stato 0 e memorizza 0. In più ha due linee di uscita Q e Q' che sono complementari. I seguenti latch sono retroattivati, ovvero sono collegati in maniera tale che un'uscita sia un ingresso dell'altro. Il valore delle uscite dipende, oltre che dai valori attuali, anche dalla

sequenza dei valori precedenti delle variabili di ingresso. Non è possibile applicare sia a S che ad R il valore logico 1, in tal caso l'uscita del latch risulterebbe imprevedibile (potrebbe oscillare). Il latch è un automa di Moore perché l'informazione prodotta in output è già codificata nello stato in cui viene a trovarsi l'automa. Se Q = 0 darà output 0, se Q= 1 darà output 1.

Differenza tra Sistemi sincroni e asincroni? Nei sistemi asincroni i segnali di uscita possono cambiare ogni volta che uno o più ingressi cambiano. Nei sistemi sincroni l'istante in cui l'uscita può cambiare è determinato da un segnale di clock. Dunque: nei latch asincroni le transizioni di stato dipendono direttamente dalle variazioni delle variabili in ingresso. Nei latch sincroni le transizioni di stato sono regolate da segnali esterni di tipo impulsivi (o clock).

Che cos'è un latch Asincrono? Il latch SR

è asincrono in quanto le sue uscite seguono le variazioni delle variabili in ingresso con un ritardo, che dipende dal ritardo delle sue porte.

Che cos'è un latch Sincrono?

Nei latch sincroni SR oltre ad S ed R esiste anche un input detto clock. Le variabili di eccitazione Set e Reset sono in AND con un segnale di clock. Nei latch Sincroni quando il clock è = 0 il latch non può cambiare stato. Mentre quando il clock è = 1, il latch diventa sensibile alle variazioni di S ed R e si comporta nello stesso modo di quello asincrono.

Che cos'è il latch JK e come si comporta?

Il latch JK è una soluzione seppur parziale al problema che abbiamo avuto con i latch SR nel caso di S = 1 e R = 1. Infatti per evitare che l'uscita sia imprevedibile, portiamo i valori Q e Q' in AND. In tal modo non potranno mai risultare entrambi uguali a 1.

Che cos'è un latch D (Data)?

I latch di tipo D derivano dai SR, hanno un solo ingresso D che invia

ad Se ad R il segnale. Abbiamo solo due casi: S = 0 e R = 1 oppure S = 1 e R= 0. Nel latch di tipo D l'uscita ripete il segnale di ingresso.

Che cosa sono i flip flop master-slave?

Nei flip flop master-slave si collegano due latch in serie controllati con un segnale di clock opposto. Il latch master riceve gli ingressi ed il latch slave produce le uscite.

Differenza tra level-triggered e edge-triggered?

Per level-triggered si intende che i cambiamenti di valori sulle uscite non dipendono dal valore della variabile di controllo. Per edge-triggered invece si tiene conto della variazione della variabile di controllo.

Cap. 5

Che cos'è un bus?

Il bus serve a trasferire un determinato dato da un registro X ad un altro Y. Esistono due tipi di bus: dedicato e comune. Il bus dedicato è una soluzione efficiente ma costosa. Esiste una linea per ciascuno dei trasferimenti possibili. Il bus comune è meno efficiente perché non permette trasferimenti simultanei ma è

molto più diffuso e meno costoso. Il trasferimento avviene in due tempi distinti. Il bus comune raccoglie in un' unica via più trasferimenti potenziali. Di volta in volta viene scelto quello attivo.

Che cos'è l'AND tristate?

L'AND tristate è la tecnica più diffusa per realizzare il collegamento di più registri sorgenti verso un bus comune.

Che cos'è una OR di bus?

La OR di bus si ottiene mediante una semplice connessione delle sorgenti, ciascuna sostenuta da un buffer tristate e serve per il collegamento di più registri in uscita. La condizione che deve verificarsi è che nelle n linee che confluiscono nel bus, al più una alla volta sia attiva: si ha 1 segnale e i rimanenti n-1 neutri.

Che cos'è la trasformazione serie-parallelo di un dato?

Si pone in parallelo in R il dato di n bit. Se R è un registro a scorrimento, gli n bit possono poi essere inoltrati in n tempi successivi.

All'apparecchio a valle. Analogamente il registro R può essere caricato serialmente in n tempi successivi, raccogliendo e ricostruendo via via il dato trasmesso. Il dato disponibile in R può essere inoltrato in parallelo verso eventuali altre apparecchiature.

Cap. 6-7

Come si passa da base decimale a base binaria?

Si prende il numero in questione, lo si divide per 2 fino a quando possibile, dopodiché si prendono i resti al contrario e li si trascrive. Il numero che ne verrà fuori (serie di zero ed uno) sarà l'equivalente del numero di partenza trasformato in base binaria. Lo stesso vale per tutte le altre basi: ternario, ottale, esadecimale.

Come si passa da numero decimale frazionario a binario?

Vale lo stesso discorso di prima con un'aggiunta per quanto riguarda la parte frazionaria, la quale viene moltiplicata per due, la parte frazionaria viene presa e messa da parte, mentre quella intera viene conservata. Il numero finale sarà la parte

intera rappresentata come sappiamo già fare con l'aggiunta degli uno o zero che rappresentano la parte frazionaria.

Che cos'è l'overflow e quando si verifica? L'overflow si verifica quando tentiamo di rappresentare un numero non contenuto nel sottoinsieme di numeri che abbiamo a disposizione. Detto in maniera più brutta è un trabboccamento. Ad esempio: vogliamo rappresentare la somma 100+150 con 7 bit. Come ben sappiamo 2^7 è 128 dunque possiamo rappresentare soltanto elementi compresi nel sottoinsieme 0-127. Ragion per cui capiamo che una somma che genera un numero più alto di 127 non è possibile racchiuderlo nel seguente sottoinsieme. In tal caso provochiamo un traboccamento = overflow.

Che cos'è la rappresentazione in segno e modulo? Nella rappresentazione in segno e modulo rappresentiamo anche lo zero positivo e lo zero negativo. Facendo un esempio: abbiamo n = 4 bit. Possiamo rappresentare 2^4 valori = 16. Il

Il nostro intervallo sarà -7;7, questo perché dobbiamo considerare anche la rappresentazione di -0 e +0. I numeri positivi vengono rappresentati normalmente. Quelli negativi vengono contraddistinti dal primissimo bit che varrà 1 ed indicherà il meno (-).

Che cos'è la rappresentazione in complemento a 2?

Quando parliamo di rappresentazione in complemento a 2 stiamo considerando due operazioni fondamentali, la primissima è quella di complementare bit a bit il nostro numero espresso in binario, per ottenerlo col segno negativo invece, prendiamo per esempio il numero 3 espresso su 4 bit = 0011, se lo vogliamo far diventare -3, diventerà inizialmente 1100 in complemento ad 1, e successivamente gli sommeremo un bit e diventerà = 1101 (che è proprio -3). Nel complemento a due abbiamo solo una rappresentazione dello zero ed è quella.