Vertiefung

Projektabschluss

Sind alle Module gebaut, können die Dateien einfach mit dem Dateiexplorer zusammen kopiert (Für LogicSim: aus dem Ordner „modules“ im LogicSim Verzeichnis) werden. Der „Projektmanager“, ein Schüler, erstellt dann eine fertige Schaltung. Das Ergebnis einer Schülergruppe sieht bspw. so aus:

Besonders interessant wird es, wenn ein Modul nicht ganz korrekt im Inneren „verdrahtet“ ist. Wie sehen dann einzelne Ziffern auf der 7-Segment Anzeige aus?

Mögliche Erweiterungen

Im Folgenden werden weitere mögliche Vertiefungen angeboten, um das Projekt zu erweitern oder besonders interessierten Schülern zusätzliche Aufgaben zur Verfügung zu stellen.

Erweiterung 1 - Ziffern von 0-9

Erweitere deine Segmente auf 4 Eingänge. Überlege zunächst, welche Schritte dazu notwendig sind.

Erweiterung 2 - Der Dekoder als Modul

Möchte man mehrere 7-Segment Anzeigen verwenden (z.B. um das Spielergebnis von Mannschaft AMannschaft B darzustellen), werden mindestens zwei 7-Segment Dekoder benötigt. Sicherlich möchtest du nicht, obige große Schaltung mehrmals bauen. Erweitere daher die 7-Segment Schaltung zu einem Modul (s. Abbildung).

Erweiterung 3 - Eine fertige Spielstandsanzeige

Baue mit dem Dekoder aus Erweiterung 2 eine fertige Spielstandsanzeige für zwei Mannschaften, welche je zweistellige Spielergebnisse darstellen kann.

Erweiterung 4 - ???

Sei kreativ! Finde eigene Ideen und setze diese um!

Modularisierung

Wir haben in diesem Kapitel das Problem „Eine Spielstandsanzeige realisieren“ durch einen modularen Ansatz gelöst. Modularisierung ist ein sehr wichtiges Konzept in der Informatik; deshalb schauen wir es uns jetzt noch genauer an.

Aufgabe 1: Modularisierung bei Addierern

Bei der Entwicklung des 7-Segment-Devoders wurden viele Module verwendet.

1. Man kann ein Modul als einen wiederverwendbaren Baustein definieren. Aus solchen Bausteinen wird dann ein größeres System im Baukastenprinzip zusammengesetzt. Erkläre, inwieweit das hier zutrifft.
2. Man kann modulare Systeme meist einfach warten, falls ein Problem auftritt. Erkläre, inwieweit das hier zutrifft.
3. Oft kann man modulare Systeme arbeitsteilig entwickeln. Erkläre, inwieweit das hier zutrifft.

Aufgabe 2: Modularisierung in der Digitaltechnik allgemein

Erkläre, dass auch Gatter eine Form der Modularisierung darstellen.

Aufgabe 3: Modularisierung außerhalb der Digitaltechnik

(a) Modularisierung kommt nicht nur in der Digitaltechnik vor: Auch bei der Entwicklung von Computerprogrammen und außerhalb der Informatik spielt sie eine große Rolle. Überlege dir mindestens drei Anwendungsfälle von Modularisierung außerhalb der Digitaltechnik.

(b) Recherchiere nach weiteren Vorteilen von Modularisierung. Gibt es auch Nachteile?