1. Was versteht man unter Dotierung von Halbleitermaterial mit Donatoren? (Bitte ankreuzen, eine oder mehrere Antworten können richtig sein):

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1 Klausur Technische Informatik 1 + ETechnik Name: ~~.y..~.l~~. Anzahl der Aufgaben: 19 Ergebnis: MatrikelNr.. Maximal erreichbare Punktezahl: Was versteht man unter Dotierung von Halbleitermaterial mit Donatoren? (Bitte ankreuzen, eine oder mehrere Antworten können richtig sein): (2 Punkte) Da) ~b) Einbringung von Atomen, die ein Elektron weniger haben als das Halbleitermaterial. Einbringung von Atomen zur Veränderung der Leitfähigkeit von Halbleitermaterial. ~ c) Einbringung von Störstellen in ein Halbleitermaterial. ~ d) Einbringung von Atomen, die ein Elektron mehr haben als das Halbleitermaterial. 2. Dioden sind Halbleiterbauelemente, die Strom nur in einer Richtung durchlassen. Welche der folgenden Aussagen für SiliziumHalbleiterdioden sind korrekt? (Bitte ankreuzen, eine oder mehrere Antworten können richtig sein): (2 Punkte) Da) Bei Betrieb in Sperrrichtung ist der Widerstand der Diode 00 (unendlich). ~ b) Bei Betrieb in Durchlassrichtung bewegen sich die Elektronen vom ndotierten zum p dotierten Halbleitermaterial. o c) Die ladungsträgerarme Zone in der Grenzschicht entsteht durch eine Überspannung in Sperrrichtung. od) Bei Betrieb in Durchlassrichtung bewegen sich die Elektronen vom pdotierten zum ndotierten Halbleitermaterial. 3. Welche der folgenden Aussagen zum Thema technischeund physikalische Stromrichtung ist korrekt? (Bitte ankreuzen, eine oder mehrere Antworten können richtig sein): (2 Punkte) Da) Bei der technischen Stromrichtung ist die Temperaturabhängigkeit des Stromflusses berücksichtigt, bei der physikalischen Stromrichtung nicht. ~b) Die physikalische Stromrichtung ist entgegengesetzt zur technischen Stromrichtung. oc) In Schaltplänen wird stets die physikalische Stromrichtung benutzt. jgld) In Schaltplänen wird stets die technische Stromrichtung benutzt. 4. Welche Aussagen zu CMOS sind korrekt? (Bitte ankreuzen, eine oder mehrere Antworten können richtig sein): (2 Punkte) Da) Bei CMOS handelt es sich um eine Kombination von Feldeffekt und Bipolartransistoren ~ b) Es werden für CMOS ausschließlich Feldeffekt und keine Bipolartransistoren verwendet. ~c) od) Für einen CMOS Inverter wird ein PMOS und eine NMOS Transistor benötigt. CMOS hat hohen statischen Stromverbrauch. Seite 1 von 10

2 Klausur Technische Informatik 1 + ETechnik 5. Gegeben ist die folgende Zahl im Elfersystem: 3A86,74 11 Wandeln Sie diese Zahl ins Zwölfersystem und geben Sie die Zahl auf 3 Nachkommastellen genau an. Zeigen Sie den benutzten Rechenweg. (8 Punkte) 3 2. r. 0 _.1 L S. 11 '+ 1< ,11.f ,11 + 'I 1" :::: 3"" ~ \ ~3 1,,.. o,63.6~ t 0, () ~3 S" 2. <1t l b ~9s10 52ij~ lr 1 12.~ Y4 1 '1.2. 3G 12.5 ~, 12 ~ ~o :5 I 12 0 P. ~ 0. b b"3 l' 11. 8, O~1' o 0 ~1t ' 11 0\ Sr'l2. o(~71 C\ ~ IfL 4, ssoy D,gO~ '12. ' \J/ 6, fo 0 ~8. 6. Gegeben ist die folgende Zahl im Vierersystem: , Wandeln Sie diese Zahl ins Achtersystem exakt ohne Rundungen. Zeigen Sie den benutzten Rechenweg. (3 Punkte). ~ ~ ~ S, 2, ~\, ~~, s~~ 2\ ~ Il ""1 <'0 01 t "1 tfo 10,1()~1 i1 1 ()4 *10 O"f, I I,. I " J 5" ".~ 1~ Seite 2 von 10

3 Klausur Technische Informatik 1 + E Technik 7. Stellen Sie die Zahl im Dualsystem dar. Für die Wandlung Dezimal nach Dual können Sie den Taschenrechner verwenden. Verwenden Sie jeweils die minimal erforderliche Bitzahl. (3 Punkte) ~b' '12 1$$ fl b 1~'l ~L '3.1 Q tt..r ~~ L{.>, ~2 2,,2, Q., '1()11011'10 2L '.2, 11 rlo '.:L 11 :2 S". f2.1 J, et'p.f._ 2. :] 2 Q 1 ~2.. 1 flo :)... 0 Q.,1 "' 1. 7a), in Betragsdarstellung (mit Vorzeichen). 7b) im EinerKomplement '"000 1 L 7c) im ZweierKomplement. 8. Skizzieren Sie die Kennlinie einer Siliziumdiode. Beschriften Sie die. KoordinatenacheAse und markierten Sperr und Durchlassbereich.,... (3 Punkte),~t~::'._.,,""",,_.~,.~Li ~\~L.., Seite 3 von 10

4 Klausur Technische Informatik 1 + ETechnik 9. Welche Aussage ist zum Unicode korrekt? (Bitte ankreuzen, mehrere Antworten können richtig sein): (2 Punkte) o a) Es handelt sich um eine 8Bit Codefamilie. ~ b) Der Unicode hat 17 verschiedene Planes mit je 2 16 verschiedenen Codierungsmöglichkeiten.. o c) o d) Jedes Zeichen im Uni code wird eindeutig mit 16+8=24 Bits codiert. Die ersten 256 Zeichen im Unicode entsprechen dem ASCIICode. 10. Gegeben sind die beiden folgenden positiven Zahlen A und B. A ist zur Basis 4 und B zur Basis 16 gegeben. Wandeln Sie diese beiden Zahlen nach BCD und addieren A und B mit BCDArithmetik. Stellen Sie das Ergebnis als BCDZahl dar. Der Rechenweg soll erkennbar sein. (4 Punkte) A: B: 1D0 16 Lt 3., 1 Q A 2,4 + 1 'f Ts'4; 1 '1 + S.4 s ~1l + 6 ~ + l(8+ 1~ e;10 _..., 0.1 1b~t 1l 1t # 0 1' 2Stt 208,.::; 46'1 10 A~ o 0 11f ~0) ~~ 01 u tj'f't O ) (6cl) "foifo. ~ ~ ()11~... 1 OO1J1 ()410 f \.!. 1()11 o L 41.P Oe) 0 1 OOuv O{)~/f 16 cj> Seite 4 von 10

5 Klausur Technische Informatik 1 + E Technik 11. Gegeben ist die die Zahl A=3,5s (negative Zahl zu Basis 8) Stellen Sie die Zahl A als einfach genaue Gleitkommazahl gemäß IEEE754 dar. Es gilt das folgende Schema: v e\ e2... es m\ m2... m23 (3 Punkte) v: Vorzeichen (O:positiv, 1:negativ) e: Exponent e = e\ e2... es m: Mantisse m = m\ m2... m23 aus normierter dualer Gleitkommadarstellung 1. mk...mk+n *2 E m: nur fraktioneller Anteil der Mantisse der dualen Gleitkommadarstellung e=e+127 o " ",.1 c "< ~ = ~,1"'" E:: 1 e~ 1./.'}..1 z: 12.(,'1 0 z: 1000 OlL)UL CTa.l~ro~~ t VI~H'I >c, ~ s \'1\ ~ :r6 M361,[3. '" )t'':) ~3..1\..., A1 0 1 oocuo \\0 OOQQ; Q 12. Gegeben sind die beiden positiven Zahlen A und B im Zahlensystem zur Basis 15. Berechnen Sie C = AB. Wandeln Sie dazu A und B ins Dualsystem und führen die Operation unter Verwendung des Einerkomplements durch. Verwenden Sie dazu'die minimal erforderliche Bitzalil. Wandeln Sie außerdem das Ergebnis C ins Zehnersystem. Zeigen Sie den verwendeten Rechenweg (3 Punkte) A = 2A 15 B 3E 15 C AB=?10 A:. \~ 2 I 1S "t 10.1S" 0 ~ 4 10 z: ~ '1S" + 1~'1r"~ ~10 x: '1::. 0"; 1/l 011 ~ ~ "0 0 0 ~ Q~O k~' '0101 ODe LMlI._"~ t: > 11/ c."; O~0011, :> 1'3. ;) ~~~~~~ Seite 5 von 10

6 Klausur Technische Informatik 1 + ETechnik 13. Gegeben sind die beiden positiven Zahlen A und B im Zahlensystem zur Basis 8. Berechnen Sie C = AB. Wandeln Sie dazu A und B ins Dualsystem und fuhren die Operation unter Verwendung des Zweierkomplements durch. Verwenden Sie dazu die minimal erforderliche Bitzahl. Wandeln Sie außerdem das Ergebnis C ins Zehnersystem. Zeigen Sie den verwendeten Rechenweg (3 Punkte) A 27 8 B = 34 8 C = A,B= A:;; 1 0 h11 2 g=.11 (~OO~ 01 1 ~ ,.,~ Gk: i;:il A' fb ~ 1 001u,:) /)~1 011 ~ (000 'too). \... 1 w '* PCR";!,.~ Seite 6 von 10

7 Klausur Technische Informatik 1 + ETechnik 14. Skizzieren Sie den Aufbau einer erd (4 Punkte) ~ I 15. Folgende Aussagen sind für einen unidirektionalenbus korrekt: (Bitte ankreuzen,'eineöder mehorere;rntworten können richü'g sein):' (2 Punkte) IXI a) Er kann für indirekte Kommunikation genutzt werden. III b) Er kann für direkte Kommunikation genutzt werden. D c) oa!}.g<:fs9hlos~s:n~ l\9mpqi}~ntenmü~~en,übertristaretechnologie IZJ d) 'Es gibt immer eine Datenquelle und n Datensenken. verfügen. Seite 7 von 10

8 Klausur Technische Informatik 1 + E Technik 16. Gegeben ist der Modellprozessor gemäß Anlage mit qen folgenden Daten und Programm (alle angegeben Zahlenwerte sind Dezimalzahlen): 0: 13 1: 15.2: 6 3: 8 4: 1 5: LDA (0) 6: ADD (D 7: BRC #2 8: SUB (2) 9: STA4 10: JMP 6.. Laden Sie den Wert 5 in den Instruktionszähler und machen dann 10 Programmschritte. Welche oktalen Werte befinden sich nach diesen 10 Schritten im Akkumulator, im Instruktionsregister, im Datenregister, im Instruktionszähler und im Speicherplatz 47 Der Programmablauf für die 10 Schritte muss erkennbar sein. (4 Punkte) Schritt MtL~ #4. 1 LbA.; (0, /f3 2 A ÖD (1 1J,t1f=12.. (Ce) t 3 ee c: #) 1 4 JJ~, Li <, ')11>1t G '4). 6 I\w C 1) '11t1~ ~ 11'1] Clt ~. 1L.42 7 ee.c 'lt 2. <0 8! ~1tA Li 4/1, 9 ');(l\j\f h.'f/1 10 Äf>D C 1 11t 1S::: 1 0 (~ )...,1 ' ' Akku: ~O.,O 1~ ÄoD (Yl) (J 101 ~g Instruktionsregister: Datenregi ster: /f Instruktionszähler: 1 A~e,.He 'f)~jj\a ~'e~1 Speicherplatz 4: 11 1v 12 g Seite 8 von 10

9 Klausur Technische Informatik 1 + E Technik 17. Gegeben ist der Modellprozessor gemäß Anlage. Welche Befehle gibt es für den > Instruktionszähler. Geben Sie ferner an, für welche Befehle des Modellprozessors die Befehle für den Instruktionszähler benötigt werden. (3 Punkte) I h ~0t'hettM ~ All e ~(1C2J 0 Iv) P ~ 'L~J~: dh" 'P ~ A J d'l s», 0_ 'ß~~ u. ß Q C # h e Ql\} J1 Ir) Ir(,\,.... ~1,. i't"'.h I J'. tj' "18. Gegeben ist der Modellprozessor gemäß Anlage. Erläutern Sie, warum das Statusregister ein spezielles Eingangssignal für C, nicht jedoch für N und Z hat. '(3 Punkte) b\e~ol~'{\~i ~ ~ (~\\) ""'C\ tj (1)~",r:V) 01r)n~. OJij. ~ Qvv\~~tOJJQ,,~ b~~ b~j.et~\\lli ~,,, \Jo~e~ ~ llabrj la.j.ti) d~,ww\.. ~ A\L\ltA!)f)\~~ ~~ v)\4~ Gegeben ist der Modellprozessen gemäß Anlage. Erläutern Sie, warum das Statusregister das Signal clk und nicht =clk verwendet.. (4 Punkte)."", t cl: k 'VJ ~r ~ ck1 t't) ~\t hj \e. Y.?e \~ ~ \.<tf~o it. ~., clk ~. ~Jr:h~~O ~ Itll\4t Jfei~oJ Lw>~ c.kt \t,,\~~~ ~ da.",,>~j.k ~lehl ~ ec %J~O'Jj, "1~ ~b ~J \'~ ~.)\tt cd\' c) eq Gr~bl) ~J olp> h~j"h>~~ \2.QJJ 1J 2\Uu~ßeJpe:'chQ+ ~~t b\~\ &~o,~t ~\1,~h\( ~ ~ \.\.D\(A; cte~ nci'dü~ 'g~\~\ ~~ t~~n 4~tl+ ~ 4\e.\e., ~~J.lk.. ~fehl~1u ~~. (f!,q(\j\,r(j R..I<~J Seite 9 von 10

10 Klausur Technische Informatik 1 + E Technik Anlage zu den Aufgaben 16 bis 19 Befehlsliste zum Modellprozessor: Nr. Befehl Code Beschreibung 0 NOP 0000 Wartezyklus (no Operation) 1 lda#n 0001 lädt den Akkumulator mit dem Wert n 2 lda (n) 0010 lädt den Akkumulator mit dem Inhalt der Speicherstelle n 3 STAn 0011 lädt den Akkumulatorinhalt in die Speicherstelle n 4 ADD#n 0100 Erhöht den Akkumulator um den Wert n 5 ADD (n) 0101 Erhöht den Akkumulator um den Inhalt der Speicherstelle n 6 SUB#n 0110 Emiedrigt den Akkumulator um den Wert n 7 SUB (n) 0111 Emiedrigt den Akkumulator um den Inhalt der Speicherstelle n 8 JMPn 1000 lädt den Instruktionszähler mit dem Wert n 9 BRZ#n 1001 Addiere n auf den Instr.Zähler, falls das ZeroBit gesetzt ist 10 BRC#n 1010 Addiere n auf den Instr.Zähler, falls das CarryBit gesetzt ist 11 BRN#n 1011 Addiere n auf den Instr.Zähler, falls das NegationsBit gesetzt ist Struktur des Modellprozessors:... _.. o ! : c "elk. It, 14. I";!.. cl!. w dj: "0._.,I:,t:, 11 t.j:.::.u._...:~.j loslnlktionuihlet._. eil;. 'I _"'_. &! (ProgImColm1rt) t ~ J ~ "... Datmleitungell. SIe1.!e~ _ StUmipalc o ~ (Lesericbtung) DaIenbus (Schreibric:btuDg) Adtca:sbua Seite 10 von 10