Klausur Technische Informatik 1 + E-Technik SS 2013 Prüfer: Sutter Hilfsmittel: keine

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1 Name:. Matrikel-Nr. Anzahl der Aufgaben: 18 Maximal erreichbare Punktezahl: 60 Ergebnis: 1. Gegeben ist der Motorola 1-of-8 Decoder/Demultiplexer MC74F138 mit folgendem Datenblattausschnitt: Datenblattausschnitt zum Motorola 1-of-8 Decoder/Demultiplexer MC54F138 und MC74F138. 1a) Was versteht man unter dem verbotenen Bereich und nennen Sie diesen für das Eingangssignal des Bausteins. 1b) Wofür stehen die Abkürzungen V IH, V IL, V OH, V OL? 1c) Wie viel μa Strom fließen maximal für ein Eingangssignal mit dem logischen Wert Low bei V CC =MAX und V IN =0.5V? Geben Sie außerdem die technische Stromrichtung an für diese Fall an (in den Baustein rein oder aus dem Baustein raus?). Seite 1 von 9

2 2. Vergleichen Sie die Logikfamilien CMOS, NMOS, TTL und ECL. Welche der folgenden Aussagen ist korrekt? (Bitte ankreuzen, mehrere Antworten können richtig sein): a) NMOS hat eine sehr hohe Integrationsdichte bei mittlerem Leistungsverbrauch. b) TTL hat eine hohe Integrationsdichte bei hohem Leistungsverbrauch. c) CMOS hat eine hohe Integrationsdichte bei sehr niedrigem Leistungsverbrauch. d) ECL hat eine hohe Integrationsdichte bei hoher Geschwindigkeit. 3. Beim Einsatz eines Transistors als Schalter sind die folgenden Aussagen korrekt. (Bitte ankreuzen, mehrere Antworten können richtig sein): a) Ein p-kanal Feldeffekttransistor steuert den Schalter per Spannung. b) Ein Bipolartransistor steuert den Schalter per Strom. c) Transistoren haben 3 Anschlüsse; den Steuereingang eines Bipolartransistors bezeichnet man als Gate. d) Transistoren haben 3 Anschlüsse; den Steuereingang eines Bipolartransistors bezeichnet man als Basis. 4. Unter dem Transportmedium eines Computers versteht man (Bitte ankreuzen, mehrere Antworten können richtig sein): a) Steuerbus und Datenbus. b) Adressbus und Datenbus. c) Adressbus, Steuerbus und Datenbus. d) Steuerbus und Adressbus. 5. Geben Sie die Funktionstabelle eines Tristate-Inverters an. Wofür wir Tristate- Technologie verwendet? Seite 2 von 9

3 6. Welche Aussagen zum Unicode sind korrekt? (Bitte ankreuzen, mehrere Antworten können richtig sein): a) Jedes Zeichen hat einen eindeutigen binären Code mit 32 Bits. b) Es gibt 17 Codebereiche (Planes) mit je 2 17 möglichen Zeichen. c) Zur Codierung des Unicode gibt es die drei Formate UTF-8, UTF-16 und UTF-32. d) Der Binärcode ist auf jeder Hardware, unter jedem Betriebssystem und in jeder Programmiersprache gleich. 7. Gegeben ist die folgende Zahl im Achtersystem: 4712, Wandeln Sie diese Zahl ins Dreizehnersystem, geben Sie die Zahl auf 3 Nachkommastellen genau an. Zeigen Sie den benutzten Rechenweg. (8 Punkte) Seite 3 von 9

4 8. Gegeben ist die folgende Zahl im Achtersystem: 4712, (3 Punkte) Wandeln Sie diese Zahl ins Sechzehnersystem exakt ohne Rundungen. Zeigen Sie den benutzten Rechenweg. 9. Gegeben sind die beiden positiven Zahlen A und B im Sechzehnersystem. Berechnen Sie C = A-B. Wandeln Sie dazu A und B ins Dualsystem und führen die Operation unter Verwendung des Einerkomplements durch. Wandeln Sie außerdem das Ergebnis C ins Zehnersystem. Zeigen Sie den verwendeten Rechenweg. (3 Punkte) A = 2A 16 B = 3E 16 C = A-B=? 10 Seite 4 von 9

5 10. Gegeben sind die beiden folgenden positiven Oktalzahlen A und B. Wandeln Sie die beiden Zahlen nach BCD und addieren A und B mit BCD-Arithmetik. Stellen Sie das Ergebnis als BCD-Zahl dar. Der Rechenweg soll erkennbar sein. (3 Punkte) A: B: Gegeben ist die folgende Zahl im Achtersystem: 4712, Stellen Sie diese Zahl als doppelt genaue Gleitkommazahl gemäß IEEE754 dar. (5 Punkte) Es gilt das folgende Schema: v e 1 e 2 e 11 m 1 m 2 m 52 v: Vorzeichen (0:positiv, 1:negativ) e: Exponent e = e 1 e 2 e 11 m: Mantisse m = m 1 m 2 m 52 aus normierter dualer Gleitkommadarstellung 1, m k...m k+n *2 E m: nur fraktioneller Anteil der Mantisse der dualen Gleitkommadarstellung e = E+1023 Seite 5 von 9

6 12. Gegeben sind die drei Zahlen A= , B= und C= Stellen Sie die drei Zahlen als Dualzahlen im Zweierkomplement dar. Verwenden Sie für jede Zahl die minimal erforderlich Bitzahl. (3 Punkte) 13. Addieren Sie die folgenden 5 Dualzahlen ohne Umweg über ein anderes Zahlensystem: A+B+C+D+E = A = B = C = D = E = Welche Aussagen zu den Kommunikationsarten sind korrekt? (Bitte ankreuzen, mehrere Antworten können richtig sein) a) Bei der indirekten Kommunikation kann jeder mit jedem kommunizieren. b) Bei der direkten Kommunikation gibt es bei 8 Gesprächsteilnehmern 28 direkte Verbindungen. c) Bei der indirekten Kommunikation gibt es bei 6 Gesprächsteilnehmern 15 direkte Verbindungen. d) Zum Anschluss des n-ten Geprächsteilnehmer sind bei direkter Kommunikation (n-1) direkte Verbindungen zu ergänzen. Seite 6 von 9

7 15. Gegeben ist der Befehlssatz des Modellprozessors gemäß Anlage. Ordnen Sie alle Befehle des Modellprozessors Befehlsklassen zu und listen alle vorkommenden Befehlsklassen mit den zugehörigen Befehlen. (4 Punkte) 16. Gegeben ist der Modellprozessor gemäß Anlage mit dem folgenden Programm: 0 : LDA #2 1: STA 10 2: ADD (10) 3: ADD #5 4: SUB #3 5: JMP 1 Starten Sie mit dem Programm am Speicherplatz 0 und machen 10 Programmschritte. Welche oktalen Werte befinden sich nach diesen 10 Schritten im Akkumulator, im Instruktionsregister, im Datenregister und im Instruktionszähler? Der Programmablauf für die 10 Schritte muss erkennbar sein. (4 Punkte) Seite 7 von 9

8 17. Gegeben ist der Modellprozessor gemäß Anlage. Skizzieren Sie die Schaltung für den Instruktionsdecoder zur Generierung eines Signals für den Befehl SUB #n (3 Punkte) 18. Gegeben ist der Modellprozessor gemäß Anlage. Zur Ansteuerung des Instruktionszählers (PC), kommt folgenden Funktionstabelle zur Anwendung (4 Punkte) Ordnen Sie alle Befehle des Modellprozessors den 3 Ansteuerungen (Laden, Addieren, Inkrementieren) des PC s zu. Skizzieren Sie die Schaltung für das Steuerwerk zur Generierung des Signals S0. S0 S Laden 0 1 Addieren 0 0 Inkrementieren Seite 8 von 9

9 Anlage zu den Aufgaben 15 bis 18 Befehlsliste zum Modellprozessor: Struktur des Modellprozessors: Seite 9 von 9