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Das vorliegende Lehrbuch ist aus Vorlesungen des zweiten Autors entstanden. Es beschäftigt sich in mathematisch präziser Weise mit einem ganz und gar praktischen Thema, nämlich dem Entwurf digitaler Hardware. Kapitel 1 enthält eine Diskussion mathematischer Grundbegriffe. In den Kapiteln 2 bis 4 werden die notwendigen theoretischen Grundlagen über Boole'sche Ausdrücke, Schaltkreiskomplexität und Rechnerarithmetik behandelt. Der Übergang von der abstrakten Schaltkreistheorie zum Entwurf konkreter Schaltungen findet nahtlos in Kapitel 5 statt, wo aus den Verzögerungszeiten von Gattern das zeitliche Verhalten von Flipflops und anderen Speicherbausteinen abgeleitet wird. Kapitel 6 enthält dann das vollständige Design eines einfachen Rechners. Für die 2., bearbeitete Auflage wurden Fehler und Unstimmigkeiten bereinigt und ein Beweis vereinfacht.
1 Mathematische Grundlagen.- 1.1 Über Gott und die Welt.- 1.2 Elementare Konzepte.- 1.3 Rechnen.- 1.4 Zahlen.- 1.5 Formale Logik.- 1.6 Übungen.- 2 Boole'sche Ausdrücke.- 2.1 Mächtigkeit endlicher Mengen.- 2.2 Rechnen mit Boole'schen Ausdrücken.- 2.3 Kosten von Ausdrücken.- 2.4 Polynome und Resolution.- 2.5 Übungen.- 3 Schaltkreise.- 3.1 Gerichtete Graphen und Schaltkreise.- 3.2 Rechnen mit Schaltkreisen.- 3.3 Darstellungssatz.- 3.4 Schaltkreiskomplexität.- 3.5 Schaltkreise und Boole'sche Ausdrücke.- 3.6 Übungen.- 4 Arithmetik.- 4.1 Zahlendarstellungen.- 4.2 Addierer.- 4.3 Subtraktion.- 4.4 Multiplizierer.- 4.5 Aufbau von Arithmetikeinheiten.- 4.6 Übungen.- 5 Speicher und Tristate-Bausteine.- 5.1 Physikalische Eigenschaften von Gattern.- 5.2 Flipflops.- 5.3 Bausteine mit Flipflops.- 5.4 Statischer Speicher.- 5.5 Tristate-Treiber, Busse und Pipelines.- 5.6 Übungen.- 6 Ein einfacher Rechner.- 6.1 Die abstrakte RESA-Maschine.- 6.2 Instruktionssatz.- 6.3 Datenpfade.- 6.4 Idealisierte Timing-Diagramme.- 6.5 PLAs, PROMs und PALs.- 6.6 Kontrollogik.- 6.7 Exakte Timing-Analyse.- 6.8 Ein- und Ausgabe.- 6.9 Übungen.- A Verwendete Bauteile.- A.1 Gatter.- A.2 Multiplexer.- A.3 Register.- A.4 Zähler.- A.5 Treiber.- A.6 ALU Bausteine.- A.7 PALs.- A.8 Speicherbausteine.- A.9 Ein- und Ausgabe.- B PAL-Gleichungen.- B.1 CPU-Kontrolle.- B.2 SRAM-Kontrolle.- B.3 EPROM-Kontrolle.- B.4 UART-Kontrolle.
