Klausur Technische Informatik 1 WS 2015/2016 Prüfer: Sutter Hilfsmittel: keine

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1 Name:. Matrikel-Nr. Anzahl der Aufgaben: 21 Maximal erreichbare Punktezahl: 60 Ergebnis: 1. Was versteht man unter Dotierung von reinem Silizium mit Donatoren? (Bitte ankreuzen, eine oder mehrere Antworten können richtig sein): a) Einbringung von Atomen, die ein Elektron mehr haben als reines Silizium. b) Einbringung von Störstellen in reines Silizium. c) Einbringung von Atomen zur Veränderung der Leitfähigkeit von reinem Silizium. d) Einbringung von Atomen, die ein Elektron weniger haben als das reine Silizium. 2. Welche der folgenden Aussagen zum Thema Fanout und Fanin ist korrekt? (Bitte ankreuzen, eine oder mehrere Antworten können richtig sein): a) Einen Bauelementeausgang mit Fanout=5 darf nicht offen bleiben. b) Fanout ist ein Maß für die Fähigkeit eines Logikgatterausganges, Eingänge anderer Logikbauelemente der gleichen Art anzusteuern. c) Bei einem standardisierten Bauelement einer Logikfamilie beträgt das Fanin 10 d) Die Multiplikation von Fanout und Fanin ergibt die Leistung eines Bauelementes. 3. Was versteht man unter dem verbotenen Bereich von Logikbausteinen? (Bitte ankreuzen, eine oder mehrere Antworten können richtig sein): a) Spannungsbereich, in dem der Betriebszustand eines Bausteines gleichzeitig Low und High ist. b) Unzulässiger Strombereich eines Bausteines. c) Bereich jenseits der Grenzwerte eines Bausteines. d) Spannungsbereich, der beim Umschalten von Low nach High durchfahren wird. 4. Welche der nachfolgend dargestellten Skizzen zeigt einen unipolaren NMOS- Feldeffekttransistor? (Bitte ankreuzen, eine oder mehrere Antworten können richtig sein): a) b) c) d) Seite 1 von 10

2 5. Gegeben sind die folgenden Spannungen eines TTL-Inverters. Berechnen Sie den Statischen Störabstand. VIH = 2.1V VIL = 0.7V VOH = 2.7V VOL = 0.4V 6. Gegeben ist die folgende Zahl im Elferersystem: 4711A2,A2311 Wandeln Sie diese Zahl ins Zwölfersystem und geben Sie die Zahl auf 3 Nachkommastellen genau an. Zeigen Sie den benutzten Rechenweg. (8 Punkte) Seite 2 von 10

3 7. Gegeben ist die folgende Zahl im Sechzehnersystem: 4711A2,A2316 (3 Punkte) Wandeln Sie diese Zahl ins Achtersystem exakt ohne Rundungen. Zeigen Sie den benutzten Rechenweg. 8. Gegeben sind die beiden positiven Zahlen A und B im Zahlensystem zur Basis 8. Berechnen Sie C = A-B. Wandeln Sie dazu A und B ins Dualsystem und führen die Operation unter Verwendung des Einerkomplements durch. Verwenden Sie dazu die minimal erforderliche Bitzahl. Wandeln Sie außerdem das Ergebnis C ins Zehnersystem. Zeigen Sie den verwendeten Rechenweg. (3 Punkte) A = B = C = A-B=?10 Seite 3 von 10

4 9. Gegeben sind die beiden folgenden positiven Zahlen A und B. A ist zur Basis 16 und B zur Basis 8 gegeben. Wandeln Sie diese 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. (4 Punkte) A: B: 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) 10a) in Betragsdarstellung (mit Vorzeichen). 10b) im Einer-Komplement. 10c) im Zweier-Komplement. Seite 4 von 10

5 11. Gegeben ist die die Zahl A=-0, (negative Zahl zu Basis 4) Stellen Sie die Zahl A als einfach genaue Gleitkommazahl gemäß IEEE754 dar. (3 Punkte) Es gilt das folgende Schema: v e1 e2 e8 m1 m2 m23 v: Vorzeichen (0:positiv, 1:negativ) e: Exponent e = e1 e2 e8 m: Mantisse m = m1 m2 m23 aus normierter dualer Gleitkommadarstellung 1. mk...mk+n *2 E m: nur fraktioneller Anteil der Mantisse der dualen Gleitkommadarstellung e = E 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) Implementierung von Bussen zur Umsetzung von indirekter Kommunikation. Seite 5 von 10

6 13. Welche Aussagen zum Unicode sind korrekt? (Bitte ankreuzen, mehrere Antworten können richtig sein): a) Jedes Zeichen hat einen eindeutigen binären Code mit 20 Bits. b) Es gibt 17 Codebereiche (Planes) mit je 2 16 möglichen Zeichen. c) Zur Codierung des Unicode gibt es die drei Formate UTF-8, UTF-16 und UTF-32. d) Die ersten 128 Zeichen im Unicode entsprechen dem ASCII-Code. 14. Welche der folgenden Codes ist ein gültiger UTF-8-Code für ein Zeichen? (Siehe auch Anlage auf Seite 10) (Bitte ankreuzen, mehrere Antworten können richtig sein): a) b) c) d) Wandeln Sie die folgenden Zeichen im UTF-16 Code in entsprechende Zeichen im UTF- 8-Code. Siehe hierzu auch die Anlage auf Seite 10. (6 Punkte) a) UTF-16: UTF-8: b) UTF-16: UTF-8: Seite 6 von 10

7 16. Welche Aussagen zu den Kommunikationsarten sind korrekt? (Bitte ankreuzen, mehrere Antworten können richtig sein): a) Bei der indirekten Kommunikation kann jeder mit jedem direkt kommunizieren. b) Bei der direkten Kommunikation gibt es bei 10 Gesprächsteilnehmern 45 direkte Verbindungen. c) Bei der direkten Kommunikation gibt es bei 7 Gesprächsteilnehmern 8 direkte Verbindungen. d) Zum Anschluss des n-ten Gesprächsteilnehmers sind bei direkter Kommunikation n direkte Verbindungen zu ergänzen. 17. Gegeben ist der Modellprozessor gemäß Anlage mit den folgenden Daten und Programm (alle angegeben Zahlenwerte sind Dezimalzahlen): 0: 7 1: 14 2: 6 3: STA 1 4: JMP 4 5: LDA (0) 6: ADD (3) 7: BRC #11 8: SUB #2 9: JMP 6 10: LDA (0) 11: JMP 6 Laden Sie den Wert 10 in den Instruktionszähler und machen dann 10 Programmschritte. Welche hexadezimalen Werte befinden sich nach diesen 10 Schritten im Akkumulator, im Instruktionsregister, im Datenregister, im Instruktionszähler und im Speicherplatz 1? Der Programmablauf für die 10 Schritte muss erkennbar sein. (4 Punkte) Schritt 01: 02: 03: 04: 05: 06: 07: 08: 09: 10: Akku: Instruktionsregister: Instruktionszähler: Datenregister: Speicherplatz 1: Seite 7 von 10

8 18. Gegeben ist der Modellprozessor gemäß Anlage. Welche Aussagen zum Signal clk sind korrekt? (Bitte ankreuzen, eine oder mehrere Antworten können richtig sein): (2 Punkte) Mit der ansteigenden Flanke von clk wird das Instruktionsregister geladen. Mit der ansteigenden Flanke von clk wird das Statusregister geladen. Mit der ansteigenden Flanke von clk wird der Instruktionszähler geladen. Mit der ansteigenden Flanke von clk wird das Daten-RAM beim Befehl STA n an der im Datenregister abgelegten Adresse mit dem Inhalt des Akkumulators überschrieben. 19. Gegeben ist der Modellprozessor gemäß Anlage. Welche der folgenden Aussagen zum Multiplexer mit Ansteuerung m2 sind korrekt? (Bitte ankreuzen, eine oder mehrere Antworten können richtig sein): Der Multiplexer schaltet zwischen Daten-RAM und Befehls-RAM um. Der Multiplexer schaltet die Speicheradresse beim Befehl STA n durch. Der Multiplexer wird für den Befehl NOP benötigt. Der Multiplexer wird für die Fetch-Phase von Befehlen benötigt. 20. Geben Sie die Funktionstabelle eines Tristate-Inverters an und geben Sie an, wofür Tristate-Technologie verwendet wird. ^ 21. Welche der folgenden Aussagen zu Bus-Systemen sind korrekt? (Bitte ankreuzen, eine oder mehrere Antworten können richtig sein): Kommunikation über bidirektionale Bus-Systeme kann gleichzeitig n Sender und m Empfänger mit m>n haben. (m,n N) Unidirektionale Bus-Systeme haben gleichzeitig immer einen Sender und n Empfänger. (n N) Parallele Bus-Systeme können nie bidirektional sein. Bidirektionale Bus-Systeme haben gleichzeitig immer einen Sender und n Empfänger. (n N) Seite 8 von 10

9 Anlage zu den Aufgaben 17 bis 19 Befehlsliste zum Modellprozessor: Struktur des Modellprozessors: Seite 9 von 10

10 Anlage zu den Aufgaben 14 und 15 Seite 10 von 10