2019
Θέμα Α1 [15 μονάδες]
Να χαρακτηρίσετε τις προτάσεις που ακολουθούν με τη λέξη Σωστό, αν η πρόταση είναι σωστή ή τη λέξη Λάθος, αν η πρόταση είναι λανθασμένη.
Ανατροφοδότηση
Σωστό
Ανατροφοδότηση
Σωστό
Ανατροφοδότηση
Λάθος
Ανατροφοδότηση
Λάθος
Ανατροφοδότηση
Σωστό
Θέμα Α2 [4 μονάδες]
Θέμα Α3 [6 μονάδες]
Να αντιστοιχίσετε τα γράμματα α, β, γ, δ της στήλης Β με τους αριθμούς της στήλης Α. Σημειώνεται ότι ένα γράμμα από τη στήλη Β θα περισσέψει.
Θέμα Β1 [6 μονάδες]
Ο μικροεπεξεργαστής συνδέεται μέσω ακροδεκτών (pins) σε μία πλακέτα ολοκληρωμένων κυκλωμάτων. Σε τι χρησιμεύουν αυτοί οι ακροδέκτες;
- Για την επικοινωνία του μικροεπεξεργαστή με τα υπόλοιπα ολοκληρωμένα κυκλώματα του υπολογιστικού συστήματος
- Για την παροχή τροφοδοσίας και γείωσης
Θέμα Β2 [9 μονάδες]
Να αναφέρετε, ονομαστικά, τα κυριότερα χαρακτηριστικά των μετατροπέων D/A.
- Διακριτική ικανότητα
- Ακρίβεια
- Χρόνος αποκατάστασης
Θέμα Β3 [10 μονάδες]
α. Τι θεωρείται ως βασικό κύτταρο μιας στατικής μνήμης RAM (SRAM) και τι μιας δυναμικής μνήμης RAM (DRAM) (μον. 4);
β. Σε τι πλεονεκτούν και σε τι μειονεκτούν οι DRAM σε σχέση με τις SRAM (μον. 6);
α) Το βασικό κύτταρο μίας μνήμης SRAM μπορούμε να θεωρήσουμε ότι βασίζεται σε ένα flip-flop, ενώ το βασικό κύτταρο μίας DRAM μπορούμε να θεωρήσουμε ότι βασίζεται σε έναν πυκνωτή.
β) Το πλεονέκτημα των DRAM σε σύγκριση με τις SRAM είναι η μεγάλη χωρητικότητα (άρα και μικρό κόστος για τις ίδιες διαστάσεις Ο.Κ.) και η μικρή κατανάλωση ισχύος. Μειονεκτούν σε σχέση με τις SRAM ως προς την ταχύτητα.
Θέμα Γ1 [5 μονάδες]
Ένας καταχωρητής ολίσθησης SISO αποτελείται από Ν=50 flip-flops και η περίοδος λειτουργίας του ρολογιού του είναι Τ=4 msec. Πόσο καθυστερούν τα δεδομένα για να περάσουν μέσα από αυτόν τον καταχωρητή;
Κάθε bit χρειάζεται να περάσει μέσα από όλα τα flip flop, οπότε θα χρειαστούν 50 παλμοί ρολογιού.
Άρα θα καθυστερήσει κατά χρόνο t = N * T = 50 * 4ms = 200ms
Θέμα Γ2 [10 μονάδες]
Η κατάσταση ενός δυαδικού σύγχρονου προς τα κάτω απαριθμητή (down-counter) 4 bits είναι Q4Q3Q2Q1=0011. Συμπληρώστε τον παρακάτω πίνακα με τα περιεχόμενα του καταχωρητή στους πέντε (5) επόμενους παλμούς ρολογιού.
Θέμα Γ3 [10 μονάδες]
Σε ένα έξυπνο κινητό τηλέφωνο (smartphone) χρησιμοποιείται μνήμη EEPROM χωρητικότητας 128 ΚΒ για την αποθήκευση αριθμών τηλεφώνων.
α. Πόση είναι η χωρητικότητα του κινητού τηλεφώνου σε bits (μον. 5);
β. Εάν για κάθε αριθμό τηλεφώνου χρειάζεται χώρος αποθήκευσης 64 bytes, πόσοι αριθμοί τηλεφώνου μπορούν να αποθηκευθούν (μον. 5);
α. 128KB = 128*1024Byte = 131.072Byte = 131.072*8bit = 1.048.576 bits
β. 131.072Byte/64Byte = 2.048 τηλεφωνικοί αριθμοί
Θέμα Δ [25 μονάδες]
Ένας μικροεπεξεργαστής διαθέτει ρεπερτόριο 64 εντολών. Μία εντολή του σε γλώσσα μηχανής έχει την παρακάτω μορφή:
∆1. Ποιο είναι το μήκος της εντολής σε bits; (μον.2)
∆2. Από πόσα bits αποτελείται ο κώδικας εντολής (opcode) (μον. 5) και ποια είναι αυτά (μον. 1);
∆3. Από πόσα bits αποτελείται το τμήμα διεύθυνσης της εντολής (μον. 2) και ποια είναι αυτά (μον. 1);
Η εντολή εκτελείται σε τέσσερις (4) κύκλους μηχανής και η συχνότητα λειτουργίας του μικροεπεξεργαστή είναι f=1 GHz.
Να υπολογίσετε:
∆4. Τον χρόνο t που απαιτείται για την εκτέλεση της εντολής. (μον.8)
∆5. Πόσες τέτοιες εντολές είναι δυνατόν να εκτελεστούν σε 1 δευτερόλεπτο (sec). (μον.6)
Δ1. Το μήκος εντολής σε bits είναι το πλήθος των bits της εντολής, άρα 14 bits.
Δ2. Το ρεπερτόριο του μικροεπεξεργαστή είναι 64 εντολές. Εφόσον 26=64, ο κώδικας εντολής αποτελείται από τα 6 πρώτα bits, δηλαδή τα 101101.
Δ3. Το τμήμα διεύθυνσης αποτελείται από τα υπόλοιπα 8 bits, δηλαδή τα 11011101.
Δ4. Αφού η συχνότητα λειτουργίας του μικροεπεξεργαστή είναι f=1 GHz, η διάρκεια ενός κύκλου μηχανής είναι 1/1.000.000.000=1nsec. Εφόσον η εντολή εκτελείται σε τέσσερις (4) κύκλους μηχανής, για κάθε εντολή απαιτείται χρόνος 4*1nsec=4nsec για την εκτέλεσή της.
Δ5. Για την εκτέλεση κάθε εντολής απαιτούνται 4nsec. Άρα σε ένα δευτερόλεπτο είναι δυνατόν να εκτελεστούν 1sec/4nsec = 1.000.000.000nsec/4nsec = 250.000.000 εντολές.
(c) Αμπατζόγλου Γιάννης, MSc Ηλεκτρονικός Μηχανικός, καθηγητής ΠΕ84
Αδειοδοτημένο υπό τους όρους Creative Commons Αναφορά Δημιουργού 4.0