| Netzwerkpraktikum Station IV - Digitale Bauelemente |
|
|
Letztmalig dran rumgefummelt: 14.11.09 18:44:36 |
 |
Schalten wir mehrere logische Grundbausteine nach vorab sinnvoll entwickelten "Plänen" hintereinander, so entstehen Schaltnetze. Wenn wir zusätzlich noch bestimmte Ausgänge definiert auf den Eingang zurückführen, sprechen wir von Schaltwerken. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |
1. Addierer und weitere mathematische Logiken 2. Komparatoren und Paritätsprüfer 3. Decoder & Multiplexer 4. Allgemeine Folgeschaltungen - Flip-Flops sowie Taktgeneratoren 5. Fang- und Schieberegister 6. Zähler 7. ALU's 8. Speicherbausteine 9. Projekt Schaltungen mit IC 10. Verwandte Themen |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |
Quellen:
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1. Addierer und weiter mathematische Logiken |
|
|
 |
|
|
Faszinierend ist es schon, zu wissen, dass Computer bis auf absehbare Zeit nur eine einzige mathematische Funktion wirklich hardwaremäßig ausführen können - und das ist die Addition. Genutzt wird der Grundgedanke, dass sich jede höhere mathematische Operation auf eben diese zurückführen lässt. | ||||||
|
Gottfried Wilhelm Leibnitz hat das Regelwerk aufgestellt - fast 300 Jahre lang war das reine Theorie, die zwar gut, aber relativ nutzlos war - wir nutzen es heute | ||||||
|
|
||||||
|
Bauelementelisten |
| 2. Komparatoren und Paritätsprüfer |
|
|
|
|
|
Die Reihe der komplexen
logischen Schaltungen beginnt mit Decodern, Multiplexern und die
mathematische Seite wird von Addierern sowie Subtrahierern, Multiplizierern
und Dividierern abgedeckt. Aber die ermittelten Ergebnisse müssen auch einer
Auswertung unterzogen werden. Auch wenn Datenkomression und Parity-Generatoren auf den ersten Blick nichts miteinander zu tun haben, wird auf den zweiten Blick klar, dass ja all das so schön gedachte letztendlich auf Bitebene und mit logischen Bauelementen umgesetzt werden muss |
||||||||
|
|
| 3. Decoder & Multiplexer |
|
|
|
|
|
Heute spielen wie niemals zuvor Sicherheitsfragen einen alles entscheidende Rolle. Und genau hier haben Netzwerke einen ihrer Hauptschwächen. Leider sind dabei nicht einmal die Netzwerke selbst die Ursache von Angriffen - diese sind gar nicht so einfach, wie immer dargestellt - vielmehr sind dies die unbedarften Nutzer. | ||||||||
|
|
||||||||
|
|
||||||||
|
Baulementelisten |
| 4. Allgemeine Folgeschaltungen - Flip-Flops sowie Taktgeneratoren |
|
|
|
|
|
Sequentielle oder
Folgeschaltungen verfügen entgegen der Logik kombinatorischer Schaltungen
nicht mehr in alle Phasen sowie in einigen Schaltungen auch in den
Kombinationen der eingangsbelegung nicht mehr über genau definierbares Ein-
Ausgeabeverhalten. In jedem Falle sprechen wir von "Kippstufen" - diese Schaltungen "kippen" u. U. durch Fremdeinflüsse in den jeweils anderen, bei FlipFlops wieder stabilen Zustand. |
||||||||
|
|
||||||||
|
|
||||||||
|
|||||||||
|
Baulementelisten |
| 5. Fang- und Schieberegister |
|
|
|
|
|
Das der Datenfluss auf einem Mikrorechner ziemlich schnell ist, freut den Anwender. Die Elektronik hat allerdings die Aufgabe, einige wichtige Informationen zielgerichtet aus dem Gesamtstrom an bestimmten Positionen zu genau definierten Zuständen herauszufiltern. Eine prima Aufgabe für alle "Fang- und Kippstufen"!!! | ||||||||
|
|
||||||||
|
|
||||||||
|
Baulementelisten |
| Zählschaltungen |
|
|
|
|
|
Zählimpulse zu registrieren sieht so einfach aus - und doch steckt eine ganze separate Wissenschaft dahinter. Das betrifft bereits die Erfassung der einkommenden Impulse und deren Signalaufbereitung. Eine ganze Menge an "Zusatzelektronik" bereitet die Impulse erst einmal auf. Entprellschaltungen oder gar galvanische Entkoppler müssen schon einmal vorweg stehen - meist beide! Dann folgt die eigentliche Zählschaltung - in jedem Falle eine Kombination mehrerer Flip-Flop-Stufen. | ||||||
|
|
||||||
|
|
| 7. ALU's |
|
|
|
|
|
Hier wird es sehr komplex und dieser Bereich ist wirklich eher ein "Informations-Diskurs". Klar sollte aber dennoch sein, das jeder Prozessor genau dies als Basis für seine Arbeit benötigt und natürlich auch an Bord hat. Es ist die absolut einzige aktive mathematisch/logische Komponente des Prozessors - bei den meisten gar des gesamten Rechners. |
|
|
| 8. Speicherbausteine |
|
|
|
|
|
Speicher - die unentbehrlichen "Merker" oder eben auch elektronischen Notizzettel. Auf Bitebene werden hier in FliFlop-Stufen die einzelnen Informationen gespeichert. Dabei muss grundsätzlich zwischen RAM (Random Access Memory) sowie ROM (Read Only Memory) unterschieden werden. | ||||||||
|
|
| 9. Projekt Schaltungen mit IC |
|
|
|
|
|
Iregendwann ist Schluss mit aller Theorie und irgendwann wollen wir auch sehen, ob das, was wir theoretisch hinterfragt haben, so in der Praxis eben auch funktioniert. Dazu begeben wir uns ins Labor und packen die kleine Baulemente-Kiste aus. | ||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
|
| 10. Verwandte Themen |
|
|
|
|
|
Grundsätzlich kann man Netzwerke nach zwei Methoden aufbauen: als so genannte Ringe oder als Ketten. Selten nur sind Computer direkt miteinander verbunden - immer häufiger spielen Server hierbei eine entscheidende Rolle | |||||||||||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||||||||
 zur Hauptseite |
© Samuel-von-Pufendorf-Gymnasium Flöha | © Frank Rost am 19. August 2009 |
|
... dieser Text wurde nach den Regeln irgendeiner Rechtschreibreform verfasst - ich hab' irgendwann einmal beschlossen, an diesem Zirkus (das haben wir schon den Salat - und von dem weiß ich!) nicht mehr teilzunehemn ;-) „Dieses Land braucht eine Steuerreform, dieses Land braucht eine Rentenreform - wir schreiben Schiffahrt mit drei „f“!“ Diddi Hallervorden, dt. Komiker und Kabarettist |
|
Diese Seite wurde ohne Zusatz irgendwelcher Konversationsstoffe erstellt ;-) |
Programm zur
Veranschaulichung Arbeitsweise eines Schieberegisters
