Rechnerstrukturen

Das vorliegende Buch ist als Einführung in das Gebiet der Rechnerstrukturen gedacht und wendet sich an Studierende der Informatik und Elektrotechnik am Anfang ihres Studiums, da es sich im wesentlichen an den Lehrinhalten der Vorlesungen zur Technischen Informatik, im Rahmen des Grundstudiums der Informatik, orientiert. Darüber hinaus ist das Buch auch an Studierende gerichtet, die sich im Rahmen ihres Nebenfachstudiums mit diesem Themenkomplex auseinandersetzen müssen. Aber auch für Informatiker und Ingenieure in der beruflichen Praxis bietet das Buch wertvolle Hilfen zum Aufbau und der Wirkungsweise der lokalen und globalen Konzepte von Rechnerstrukturen. Das Buch ist ferner eine Hilfe für diejenigen Studierenden, die sich auf eine Informatik-Prüfung, im Kerngebiet der Technischen Informatik, vorbereiten müssen, weshalb in jedem Kapitel einschlägige Beispielaufgaben eingebettet sind. Somit beinhaltet das Buch eine ganzheitliche Darstellung der Zusammenhänge der methodisch begründeten Systematik der lokalen und globalen Konzepte von Rechnerstrukturen sowie die dafür erforderlichen Entwurfsmethoden, damit diese richtig beurteilt und angewandt werden können, ergänzt um fallorientierte Beispiele mit starkem Anwendungsbezug. Die Darstellungsebenen zur Rechnerstruktur reichen dabei von der allgemeinen Ebene der abstrakten Informationsdarstellung über die Blockstrukturebene der Funktionseinheiten, bis hin zur Schaltwerkebene und beinhalten in diesem Zusammenhang auch die Ebene der elektrischen Schaltungen und die Ebene des textuellen Entwurfs unter Einsatz von Hardwarebeschreibungssprachen. Das Verständnis für diese Zusammenhänge ist unerlässlich, um einerseits die technische Realisierung in Hardware zu verstehen und andererseits, bei harten Echtzeitanforderungen, um hardwarenah programmieren zu können. Insbesondere die heute vorhandene Verfügbarkeit programmierbarer Logikhardware mit Zehntausenden von Makrostrukturen auf einem einzigen Chip erfordertdedizierte Kenntnisse zu den vorangehend genannten Gebieten, um optimale Anpassungen an die vielfältigen Anwendungen zu gewährleisten.

1 Grundlagen der Informationsdarstellung und Informationsverarbeitung.- 2 Lokale Grundkonzepte elementarer Schaltungen mit Transistoren und integrierten Schaltkreisen.- 3 Lokale und globale Grundkonzepte für Schaltnetze und Schaltwerke.- 4 Lokale und globale Grundkonzepte für Prozessoren.- 5 Organisationsprinzip des von-Neumann-Rechners als globales Grundkonzept für Rechnerstrukturen.- 6 Programmierbare Logikbausteine.- 7 VHDL als Hardware Beschreibungssprache.- 8 Eingebettete Systeme.- Literatur.