Sie sind hier
E-Book

Grundlagen der Technischen Informatik

AutorDirk W. Hoffmann
VerlagCarl Hanser Fachbuchverlag
Erscheinungsjahr2016
Seitenanzahl450 Seiten
ISBN9783446449039
FormatPDF
KopierschutzWasserzeichen/DRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis31,99 EUR
Das ideale Lehrbuch für Bachelors
Inhaltlich richtet sich das Buch nach den typischen Lehrinhalten, die im Grundstudium an Hochschulen und Universitäten vermittelt werden. Neben dem Grundlagenwissen aus den Gebieten der Halbleitertechnik, der Zahlendarstellung und der booleschen Algebra vermittelt das Buch die Entwurfsprinzipien kombinatorischer und sequenzieller Hardware-Komponenten bis hin zur Beschreibung moderner Prozessor- und Speicherarchitekturen.
Der perfekte Begleiter für die Vorlesung und das Selbststudium
Die enge Verknüpfung von Theorie und Praxis erleichtert den Wissensaufbau. Durch den anwendungsorientierten und didaktischen Aufbau des Buches kann es sowohl vorlesungsbegleitend als auch zum Selbststudium eingesetzt werden. Zahlreiche Übungen und Beispiele runden das Lehrbuch ab.
Die 5. Auflage wurde komplett durchgesehen und aktualisiert.

Prof. Dr. Dirk W. Hoffmann ist Dozent an der Fakultät für Informatik und Wirtschaftsinformatik der Hochschule Karlsruhe - Technik und Wirtschaft.

Kaufen Sie hier:

Horizontale Tabs

Blick ins Buch
Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis8
1 Einführung12
1.1 Was ist technische Informatik?12
1.2 Vom Abakus zum Supercomputer14
1.3 Wohin geht die Reise?31
2 Halbleitertechnik34
2.1 Halbleiter35
2.1.1 Atommodell von Bohr35
2.1.2 Reine Halbleiter38
2.1.3 Dotierte Halbleiter40
2.2 Integrierte Schaltelemente42
2.2.1 Halbleiterdioden42
2.2.2 Bipolartransistoren43
2.2.3 Feldeffekttransistoren47
2.3 Chip-Fertigung52
2.3.1 Produktion integrierter Schaltkreise52
2.3.2 Integrationsdichte58
2.4 Übungsaufgaben59
3 Zahlendarstellung und Codes60
3.1 Zahlensysteme61
3.2 Rechnerinterne Zahlenformate68
3.2.1 Darstellung natürlicher Zahlen68
3.2.2 Darstellung rationaler Zahlen74
3.3 Zahlencodes81
3.3.1 Tetraden-Codes81
3.3.2 Fehlererkennende Codes85
3.4 Übungsaufgaben87
4 Boolesche Algebra90
4.1 Axiomatisierung nach Huntington91
4.1.1 Mengenalgebra92
4.1.2 Schaltalgebra94
4.2 Boolesche Ausdrücke und Aussagen96
4.2.1 Abgeleitete Operatoren98
4.2.2 Erfüllbarkeit und Äquivalenz101
4.2.3 Strukturelle Induktion103
4.2.4 Dualitätsprinzip106
4.3 Rechnen in booleschen Algebren110
4.3.1 Abgeleitete Umformungsregeln110
4.3.2 Vereinfachung boolescher Ausdrücke112
4.3.3 Vollständige Operatorensysteme118
4.4 Normalformdarstellungen120
4.4.1 Konjunktive und disjunktive Normalform120
4.4.2 Reed-Muller-Normalform123
4.4.3 Binäre Entscheidungsdiagramme126
4.5 Übungsaufgaben134
5 Schaltnetze140
5.1 Grundlagen der Digitaltechnik141
5.1.1 Schaltkreisfamilien141
5.1.2 MOS-Schaltungstechnik146
5.1.3 Lastfaktoren156
5.2 Schaltungssynthese157
5.2.1 Zweistufige Schaltungssynthese158
5.2.2 BDD-basierte Schaltungssynthese159
5.2.3 FDD-basierte Schaltungssynthese160
5.3 Formelsynthese162
5.3.1 Funktionale Formelsynthese162
5.3.2 Relationale Formelsynthese164
5.3.3 Definitorische Formelsynthese165
5.4 Komplexitätsanalyse168
5.5 Zeitverhalten digitaler Schaltungen170
5.5.1 Signalausbreitung und -verzögerung170
5.5.2 Störimpulse172
5.6 Übungsaufgaben176
6 Minimierung182
6.1 Minimierungsziele183
6.2 Karnaugh-Veitch-Diagramme187
6.2.1 Minimierung partiell definierter Funktionen191
6.2.2 Konstruktion Hazard-freier Schaltungen195
6.2.3 Minimierung mehrstelliger Funktionen197
6.3 Quine-McCluskey-Verfahren198
6.4 Übungsaufgaben202
7 Standardschaltnetze206
7.1 Motivation207
7.2 Multiplexer und Demultiplexer207
7.3 Komparatoren214
7.4 Präfix-Logik216
7.5 Addierer219
7.5.1 Halb- und Volladdierer219
7.5.2 Carry-ripple-Addierer221
7.5.3 Carry-look-ahead-Addierer222
7.5.4 Conditional-Sum-Addierer225
7.5.5 Präfix-Addierer228
7.5.6 Carry-save-Addierer230
7.6 Inkrementierer233
7.7 Subtrahierer234
7.8 Multiplizierer235
7.8.1 Matrixmultiplizierer236
7.8.2 Carry-save-Multiplizierer239
7.8.3 Wallace-Tree-Multiplizierer242
7.8.4 Dadda-Tree-Multiplizierer247
7.9 Barrel-Shifter250
7.10 Arithmetisch-logische Einheit252
7.11 Programmierbare Logikbausteine254
7.12 Übungsaufgaben257
8 Schaltwerke266
8.1 Digitale Speicherelemente267
8.1.1 Asynchrone Speicherelemente268
8.1.2 Taktzustandsgesteuerte Speicherelemente272
8.1.3 Taktflankengesteuerte Speicherelemente275
8.1.4 Bevorrechtigte Eingänge282
8.1.5 CMOS-Implementierung283
8.2 Vom Flipflop zum Schaltwerk286
8.2.1 Endliche Automaten287
8.2.2 Schaltwerksynthese290
8.3 Übungsaufgaben294
9 Standardschaltwerke300
9.1 Register301
9.1.1 Auffangregister301
9.1.2 Schieberegister303
9.1.3 Universalregister305
9.1.4 Akkumulatoren306
9.2 Zähler309
9.2.1 Synchrone Binärzähler310
9.2.2 Asynchrone Binärzähler314
9.2.3 Mischzähler315
9.2.4 Instruktionszähler317
9.3 Hauptspeicher319
9.3.1 SRAM-Speicher319
9.3.2 DRAM-Speicher321
9.3.3 Fehlererkennung und -korrektur328
9.4 Übungsaufgaben331
10 Register-Transfer-Entwurf336
10.1 Entwurf komplexer Systeme337
10.1.1 Operationswerksynthese339
10.1.2 Steuerwerksynthese341
10.2 Mikroprogrammierung344
10.3 Übungsaufgaben350
11 Mikroprozessortechnik352
11.1 Elemente eines Mikrorechners353
11.1.1 Von-Neumann-Architektur353
11.1.2 Aufbau der CPU357
11.2 Ein einfacher Modellprozessor361
11.3 Übungsaufgaben375
12 Rechnerstrukturen378
12.1 Rechnerklassifikation nach Flynn379
12.2 Instruktionsarchitekturen380
12.2.1 CISC-Prozessoren381
12.2.2 RISC-Prozessoren385
12.3 Methoden zur Leistungssteigerung389
12.3.1 Pipelining389
12.3.2 Cache-Speicher394
12.4 Leistungsbewertung400
12.4.1 Maßzahlen zur Leistungsbewertung400
12.4.2 Benchmarks403
12.5 Übungsaufgaben406
A Notationsverzeichnis412
B Abkürzungsverzeichnis414
C Glossar416
Literaturverzeichnis434
Namensverzeichnis438
Sachwortverzeichnis440

Weitere E-Books zum Thema: Informatik - Algorithmen - Softwaresysteme

Softwaretechnik

E-Book Softwaretechnik
Format: PDF

Software-Projekte geraten oft in Schwierigkeiten: Zeit und Budget werden überschritten; das Projekt tritt auf der Stelle; im schlimmsten Fall wird es ohne Ergebnis abgebrochen. Manche…

Softwaretechnik

E-Book Softwaretechnik
Format: PDF

Software-Projekte geraten oft in Schwierigkeiten: Zeit und Budget werden überschritten; das Projekt tritt auf der Stelle; im schlimmsten Fall wird es ohne Ergebnis abgebrochen. Manche…

Softwaretechnik

E-Book Softwaretechnik
Format: PDF

Software-Projekte geraten oft in Schwierigkeiten: Zeit und Budget werden überschritten; das Projekt tritt auf der Stelle; im schlimmsten Fall wird es ohne Ergebnis abgebrochen. Manche…

Software Engineering

E-Book Software Engineering
Architektur-Design und Prozessorientierung Format: PDF

Das Lehrbuch behandelt alle Aspekte der Software-Entwicklung, besonders aber Methoden und Richtlinien zur Herstellung großer und qualitativ hochwertiger Softwareprodukte. Es vermittelt das zur…

Software Engineering

E-Book Software Engineering
Architektur-Design und Prozessorientierung Format: PDF

Das Lehrbuch behandelt alle Aspekte der Software-Entwicklung, besonders aber Methoden und Richtlinien zur Herstellung großer und qualitativ hochwertiger Softwareprodukte. Es vermittelt das zur…

Weitere Zeitschriften

Bibel für heute

Bibel für heute

BIBEL FÜR HEUTE ist die Bibellese für alle, die die tägliche Routine durchbrechen wollen: Um sich intensiver mit einem Bibeltext zu beschäftigen. Um beim Bibel lesen Einblicke in Gottes ...

BIELEFELD GEHT AUS

BIELEFELD GEHT AUS

Freizeit- und Gastronomieführer mit umfangreichem Serviceteil, mehr als 700 Tipps und Adressen für Tag- und Nachtschwärmer Bielefeld genießen Westfälisch und weltoffen – das zeichnet nicht ...

DGIP-intern

DGIP-intern

Mitteilungen der Deutschen Gesellschaft für Individualpsychologie e.V. (DGIP) für ihre Mitglieder Die Mitglieder der DGIP erhalten viermal jährlich das Mitteilungsblatt „DGIP-intern“ ...

die horen

die horen

Zeitschrift für Literatur, Kunst und Kritik."...weil sie mit großer Aufmerksamkeit die internationale Literatur beobachtet und vorstellt; weil sie in der deutschen Literatur nicht nur das Neueste ...

EineWelt

EineWelt

Lebendige Reportagen, spannende Interviews, interessante Meldungen, informative Hintergrundberichte. Lesen Sie in der Zeitschrift „EineWelt“, was Menschen in Mission und Kirche bewegt Man kann ...

building & automation

building & automation

Das Fachmagazin building & automation bietet dem Elektrohandwerker und Elektroplaner eine umfassende Übersicht über alle Produktneuheiten aus der Gebäudeautomation, der Installationstechnik, dem ...