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 pa Inspera med totalt 100 poeng fordelt likt (25 poeng) pa fire seksjoner. Alle hjelpemidler er tillatt.

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

Viktig strategi: Siden alle fire seksjoner ma bestaas separat, kan du ikke kompensere en svak seksjon med en sterk. Du ma beherske alle fire temaomrader. Bruk hjelpemidlene smart -- skriv deg et sammendrag pa 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 pa binare verdier (0 og 1). Ved a 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 nar begge inngangene er 1. Symbolet har flat inngang og avrundet utgang.
OR: F = A+B. Utgangen er 1 nar minst en inngang er 1. Symbolet har buet inngang og spiss utgang.
NOT: F = A'. Inverterer inngangen. Representeres med en sirkel pa utgangen av en port.
NAND: F = (AB)'. AND etterfulgt av NOT. Utgangen er 0 bare nar begge inngangene er 1.
NOR: F = (A+B)'. OR etterfulgt av NOT.
XOR: F = A xor B. Utgangen er 1 nar inngangene er ulike.
XNOR: F = (A xor B)'. Utgangen er 1 nar inngangene er like.

Boolsk algebra

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

De Morgans lover: (AB)' = A' + B' og (A+B)' = A'B'. Ekstremt viktig pa 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

Pa eksamen far 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 nodvendig.

Eksempel 1: Kretsanalyse

Kretsen har to porter: ovre er AND med innganger B og C, nedre er OR med innganger C og A. Utgangene fra begge gar til en OR-port. Ovre 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 noyaktig!

Eksempel 2: Portgjenkjenning

En port med en inngang A, boble pa 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 nar begge er 1)
•OR: F = A+B (1 nar minst en er 1)
•NOT: F = A' (inverterer)
•NAND: F = (AB)' -- universalport
•XOR: F = A xor B (1 nar 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 pa 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 nar 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 a fa alle portene riktig, og XOR-porten er den vanligste fellen.
💡Ved kretsanalyse: skriv uttrykket steg for steg fra venstre (innganger) til hoyre (utgang). Ikke prove a gjore alt i hodet. Merk at flere ekvivalente uttrykk kan vaere riktige samtidig (f.eks. F=A+BC og F=A+C dersom de er logisk like) -- kryss av for alle.
💡Sannhetstabeller kan brukes til a 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 far du en egen oppgave som ber deg skille hva som er innenfor arets pensum (Karnaugh, Decoder, Multiplexor kan vaere utenfor).

Laster...

Laster…