Informatik für Ingenieure

Die Informatik hat sich in ihrer kurzen Geschichte zu einer selbständigen Ingenieurdisziplin entwickelt und ihre Grundlagen sind mittlerweile für jeden Studenten insbesondere der technischen Fachrichtungen unverzichtbar geworden. Das Buch ist mit seiner ausführlichen Art der Darstellung nicht nur für Ingenieure, sondern darüber hinaus für einen breiten Leserkreis gedacht und soll eine sichere Basis für das Verständnis der sich rasch ändernden Themenschwerpunkte der Informationstechnik legen. Die Einführung bietet nicht nur eine aktuelle und zusammenfassende Übersicht der Kerngebiete der Informatik als theoretische Grundlage für Hard- und Softwaresysteme, sondern enthält auch viele praktische Programmierbeispiele in der Sprache C++. Nach der Vermittlung der wesentlichen mathematischen Grundbegriffe und Modelle der Informatik werden die imperative und die objektorientierte Programmierung behandelt. Danach folgen Algorithmen und Datenstrukturen, bevor mit der Darstellung der logischen Schaltungen und Funktionseinheiten die Basis für eine weitergehende Behandlung des Digitalrechners gelegt wird. Ein Ausflug in die Systemsoftware rundet den Stoff ab.

1 Einleitung.- 1.1 Ziele dieses Buches.- 1.2 Bedeutung der Informatik für Ingenieure.- 1.3 Historische Entwicklung.- 1.4 Algorithmus, Programm und Datenstruktur.- 1.5 Abstraktion.- 2 Mathematische Grundbegriffe.- 2.1 Aussagen und Prädikate.- 2.2 Mengen.- 2.3 Relationen und Abbildungen.- 2.4 Information.- 3 Modelle der Informatik.- 3.1 Rechenstrukturen.- 3.2 Graphen.- 3.3 Automaten und Grammatiken.- 4 Programmierung.- 4.1 Syntax und Semantik von Programmiersprachen.- 4.2 Elementare Datentypen und Kontrollstrukturen.- 4.3 Strukturierte Datentypen und Ein-/Ausgabe.- 4.4 Funktionen, Prozeduren und Rekursion.- 4.5 Dynamische Datentypen und Zeiger.- 4.6 Modularisierung.- 4.7 Elemente der Objektorientierten Programmierung.- 5 Algorithmen und Datenstrukturen.- 5.1 Effizienz von Algorithmen.- 5.2 Grundlegende Datenstrukturen, Suchen und Sortieren.- 5.3 Suchen und Sortieren.- 5.4 Ein Graphenproblem.- 5.5 Praktisch unlösbare Probleme.- 6 Zahlen und Zeichen.- 6.1 Zahlensysteme.- 6.2 Zahlenkonvertierung.- 6.3 Rechnen im Dualsystem.- 6.4 Codes und Codierung.- 6.5 Zahlendarstellung im Rechner.- 7 Logische Schaltungen.- 7.1 Schaltnetze.- 7.2 Logische Funktion und Schaltalgebra.- 7.3 Darstellung von logischen Funktionen durch normierte Ausdrücke.- 7.4 Praktische Betrachtungen zum Schaltungsentwurf.- 7.5 Beispiele für Standard-Schaltnetze.- 7.6 Schaltwerke.- 8 Funktionseinheiten.- 8.1 Speicher und Register.- 8.2 Zähler.- 8.3 Rechenwerke.- 8.4 Steuerwerk.- 9 Digitalrechner.- 9.1 Beispiel Personal Computer.- 9.2 Universalrechner.- 9.3 Ein-/Ausgabegeräte.- 9.4 Realisierung von Rechnern.- 10 Systemsoftware.- 10.1 Dienstprogramme.- 10.2 Betriebssystem.- Literatur.