## 📘 **Zusammenfassung: V3a Von Schaltnetzen zu Endlichen Automaten**

### 🔌 Schaltnetze (Combinatorial Logic)

- **Merkmale:**
    
    - Keine Schleifen
        
    - Keine Rückkopplung
        
    - Keine Zustände (stateless)
        
    - Gleiche Eingabe → gleiche Ausgabe
        
    - Benötigt Zeit zur Ausgabeerzeugung (aber keinen Takt)
        
- **Praxisbezug:** Einfache Logik wie Addierer, Multiplexer, Decoder sind Schaltnetze.
    

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### 🔁 Endliche Automaten (Finite State Machines, FSM)

- **Merkmale:**
    
    - Schleifen und Rückkopplungen möglich
        
    - Zustände vorhanden (stateful)
        
    - Gleiche Eingabe kann unterschiedliche Ausgaben erzeugen – abhängig vom aktuellen Zustand
        
    - Braucht Zeit zur Ausgabeerzeugung
        
    - **Meist getaktet**, um Design und Analyse zu vereinfachen
        
- **Praxisbezug:** Steuerwerke in Prozessoren sind typischerweise FSMs.
    

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### 🕒 Vom Schaltnetz zum Endlichen Automaten

- Erweiterung von Schaltnetzen durch:
    
    1. **Flip-Flops** → Speichern von Zuständen
        
    2. **Getaktete Flip-Flops** → Synchronisation der Zustandsänderung
        
    3. **Flankengesteuerte Flip-Flops** → Reagieren nur auf steigende oder fallende Taktflanken
        
- Ergebnis: **Deterministischer Endlicher Automat (DEA)** mit Taktsteuerung.
    

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### 🔄 Struktur eines DEAs

- **Bestandteile:**
    
    - Zustandspeicher (z. B. Flip-Flops)
        
    - Kombinatorische Logik
        
    - Takt
        
- **Ablauf:**
    
    - Kombinatorische Logik berechnet den nächsten Zustand aus aktuellem Zustand + Eingabe
        
    - Zustandspeicher aktualisiert sich bei Taktflanke
        
    - Ausgabe wird aus Zustand/Eingabe erzeugt
        

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### ⏱️ Zeitliche Aspekte

- Jeder Schritt im Automaten braucht Zeit für:
    
    - Propagation durch die Logik
        
    - Synchronisation mit dem Takt
        
- **Ohne Takt:** Asynchrone Schaltungen
    
- **Mit Takt:** Syntaktische FSM → bevorzugt in modernen Prozessoren
    

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### 📝 Für die Klausur merken

✅ Unterschied Schaltnetz ↔ Endlicher Automat  
✅ Rolle von Flip-Flops beim Speichern von Zuständen  
✅ DEA Aufbau: Zustandspeicher + Kombinatorische Logik + Takt  
✅ Flankengesteuerte Flip-Flops: warum wichtig?  
✅ Warum getaktete Automaten Analyse und Design erleichtern

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### 📦 Lernpaket (bisher)

- **V1 Einführung** → Überblick, Historie, Abstraktionsebenen
    
- **V2 Architekturen** → ISA-Arten, RISC vs. CISC, Moore’s Law
    
- **V3a Schaltnetze & Automaten** → Logikstrukturen & FSM