IN1020 · UiO

Studieguide for IN1020 Introduksjon til datateknologi

Komplett pensumoversikt for introduksjon til datateknologi ved UiO — med forklaringer, sentrale begreper, eksamenstips og vanlige fallgruver. Eksamensoptimalisert basert på tidligere eksamener.

Introduksjon

IN1020 Introduksjon til datateknologi er et grunnleggende emne ved Institutt for informatikk, UiO, som dekker fire store temaomrader: digital representasjon og assemblerkode, maskinvare og arkitektur, sikkerhet og datanettverk. Eksamen er en 4-timers flervalgseksamen på Inspera med totalt 100 poeng fordelt likt (25 poeng) på fire seksjoner. Alle hjelpemidler er tillatt.

Eksamen følger et fast mønster: hver seksjon inneholder 5-9 flervalgsoppgaver der noen har ett korrekt svar og andre har flere. Du får poeng for hvert riktig alternativ du velger, men mister poeng for feil avkrysning (aldri under 0 på en oppgave). Eksamensstrukturen har vært stabil fra 2017 til 2022.

Viktig strategi: Siden alle fire seksjoner må bestås separat, kan du ikke kompensere en svak seksjon med en sterk. Du må beherske alle fire temaomrader. Bruk hjelpemidlene smart -- skriv deg et sammendrag på forhand med de viktigste formlene og reglene.

Digital logikk

Eksamensrelevant

Logiske porter (AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR, XNOR), sannhetstabeller, boolsk algebra og kretsanalyse. Grunnmuren for all digital maskinvare.

Oversikt

Digital logikk handler om hvordan datamaskiner representerer og manipulerer informasjon ved hjelp av logiske porter. Alle beregninger i en datamaskin brytes ned til enkle logiske operasjoner på binære verdier (0 og 1). Ved å kombinere porter kan vi bygge alt fra enkle addere til komplette prosessorer.

De grunnleggende portene

De tre fundamentale portene er AND, OR og NOT (inverter). Fra disse kan alle andre porter utledes:

AND: F = AB. Utgangen er 1 bare når begge inngangene er 1. Symbolet har flat inngang og avrundet utgang.
OR: F = A+B. Utgangen er 1 når minst en inngang er 1. Symbolet har buet inngang og spiss utgang.
NOT: F = A'. Inverterer inngangen. Representeres med en sirkel på utgangen av en port.
NAND: F = (AB)'. AND etterfulgt av NOT. Utgangen er 0 bare når begge inngangene er 1.
NOR: F = (A+B)'. OR etterfulgt av NOT.
XOR: F = A xor B. Utgangen er 1 når inngangene er ulike.
XNOR: F = (A xor B)'. Utgangen er 1 når inngangene er like.

Boolsk algebra

Boolsk algebra brukes til å forenkle logiske uttrykk. Viktige lover:

De Morgans lover: (AB)' = A' + B' og (A+B)' = A'B'. Ekstremt viktig på eksamen.
Idempotens: AA = A, A+A = A.
Komplement: AA' = 0, A+A' = 1.
Absorpsjon: A + AB = A, A(A+B) = A.
Distributiv lov: A(B+C) = AB + AC, A+BC = (A+B)(A+C).

Kretsanalyse

På eksamen får du ofte en krets med 2-3 porter og skal finne funksjonsuttrykket F. Metoden er: (1) Identifiser hver port og dens innganger. (2) Skriv uttrykket for hver ports utgang. (3) Kombiner til det endelige uttrykket. (4) Forenkle med boolsk algebra om nødvendig.

Eksempel 1: Kretsanalyse

Kretsen har to porter: øvre er AND med innganger B og C, nedre er OR med innganger C og A. Utgangene fra begge går til en OR-port. Øvre AND: BC. Nedre OR: A+C. Endelig OR: F = BC + (A+C) = A + BC + C = A + C (fordi C + BC = C ved absorpsjon). Alternativt: F = B + AC dersom portene er AND og OR i en annen konfigurasjon -- les oppgaven nøyaktig!

Eksempel 2: Portgjenkjenning

En port med en inngang A, boble på inngangen (NOT) og avrundet utgang: dette er en NAND-port med begge innganger koblet til A. F = (AA)' = A' (De Morgans). Alternativt: F = (A+A)' = A' (siden begge innganger er like). Funksjonsuttrykkene F = A', F = (A+A)' og F = AA' er alle ekvivalente med 0 for A=1 og 1 for A=0.

Nøkkelformler

•AND: F = AB (1 bare når begge er 1)
•OR: F = A+B (1 når minst en er 1)
•NOT: F = A' (inverterer)
•NAND: F = (AB)' -- universalport
•XOR: F = A xor B (1 når ulike)
•De Morgan: (AB)' = A'+B' og (A+B)' = A'B'

Vanlige feil

⚠️Forveksle AND- og OR-symboler. AND har flat inngang og avrundet utgang. OR har buet inngang.
⚠️Glemme at en boble på utgangen betyr NOT. NAND = AND + boble, NOR = OR + boble.
⚠️Feil bruk av De Morgans lover. Husk: break the bar, change the sign. (AB)' = A' + B', IKKE A'B'.
⚠️Tro at XOR med to like innganger gir 1. XOR gir 0 når inngangene er like (det er XNOR som gir 1).

Eksamenstips

💡Porter-oppgaver (identifiser porten fra diagrammet) gir 1-3 poeng og er rene gratispoeng hvis du kan symbolene. Det gis ofte bonuspoeng for å få alle portene riktig, og XOR-porten er den vanligste fellen.
💡Ved kretsanalyse: skriv uttrykket steg for steg fra venstre (innganger) til høyre (utgang). Ikke prove å gjøre alt i hodet. Merk at flere ekvivalente uttrykk kan være riktige samtidig (f.eks. F=A+BC og F=A+C dersom de er logisk like) -- kryss av for alle.
💡Sannhetstabeller kan brukes til å verifisere svaret ditt -- sett inn 0 og 1 for alle kombinasjoner og sjekk mot alternativene.
💡Karnaugh-diagrammer (K-map) og fullstendig boolsk forenkling var pensum i de tidligste eksamenene, men er nyere ar tatt UT av pensum. Sjekk pensumlisten din -- ofte får du en egen oppgave som ber deg skille hva som er innenfor arets pensum (Karnaugh, Decoder, Multiplexor kan være utenfor).

Laster...

Laster…

Introduksjon