Technische Informatik 1

Die beiden Bände Technische Informatik bieten einen verständlichen Einstieg in dieses wichtige Teilgebiet der Informatik. Band 1 Grundlagen der digitalen Elektronik führt in die für die Elektronik wichtigen Gesetze der Physik und der Elektrotechnik ein. Sodann werden Halbleiterbauelemente und darauf aufbauend Verknüpfungsglieder, Schaltnetze, Speicherglieder, Schaltwerke und integrierte Schaltungen behandelt. In der Neuauflage ist der Abschnitt Vom Addierer zum Prozessor im Kapitel Schaltwerke neu konzipiert worden. Die Schaltungen in diesem Abschnitt können mit dem kostenlos verfügbaren HADES-Entwurfssystem (Hamburg Design System) simuliert werden. Beispielentwürfe sind unter der Webadresse zu den Lehrbüchern Technische Informatik: www.technische-informatik-online.de zu finden. In diesen Simulationen werden Eigenschaften und Fähigkeiten der realer Digitalschaltungen nachgebildet.

Wolfram Schiffmann, geboren 1956 im Saarland. Nach dem Studium der Elektrotechnik an der Universität des Saarlandes arbeitete er als wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Universität Koblenz-Landau. Von 1983 bis 1988 war er als Lehrbeauftragter an der Universität des Saarlandes tätig. In Koblenz lehrte er von 1983 bis 2000 und habilierte sich dort 1998 im Fachgebiet Technische Informatik. Seit Sommer 2000 ist er Professor im Fachbereich Informatik an der FernUniversität in Hagen. Robert Schmitz Geboren 1936 in Schönberg Kreis Bernkastel. Nach Studium der Pädagogik und Didaktik in Trier studierte er Physik und Astronomie an der Universität in Bonn. Von 1974 bis zu seiner Pensionierung im Jahre 2001 war er als wissenschaftlicher Mitarbeiter im Institut für Physik der Universität Koblenz -Landau in der Lehrerbildung tätig. Seit Einführung des Studiengangs Informatik in Koblenz lehrte er auch im Grundstudium Technische Informatik. Über einen Lehrauftrag ist er weiterhin im Bereich Technische Informatik tätig.

1. Grundlagen der Elektrotechnik.- 1.1 Historischer Überblick.- 1.2 Elektrische Ladungen und elektrisches Feld.- 1.3 Gleichstromkreis.- 1.4 Elektromagnetisches Feld.- 1.5 Wechselstromkreis.- 1.6 Schaltvorgänge.- 1.7 Datenübertragung.- 2. Halbleiterbauelemente.- 2.1 Halbleiterphysik.- 2.2 Halbleiterdioden.- 2.3 Optoelektronische Halbleiterbauelemente.- 2.4 Bipolartransistoren.- 2.5 Feldeffekttransistoren.- 3. Elektronische Verknüpfungsglieder.- 3.1 Elektronische Schalter.- 3.2 Verknüpfungsglicder mit bipolaren Transistoren.- 3.3 Verknüpfungsglieder mit unipolaren Transistoren.- 4. Schaltnetze.- 4.1 Schaltalgebra.- 4.2 Schaltfunktionen.- 4.3 Analyse von Schaltnetzen.- 4.4 Synthese von Schaltnetzen.- 4.5 Code-Umsetzer.- 4.6 Addierglieder.- 4.7 Komparatoren.- 4.8 Multiplexer.- 4.9 Arithmetik-Logik Einheit (ALU).- 4.10 Schaltnetze mit programmierbaren Bausteinen.- 4.11 Laufzeiteffekte in Schaltnetzen.- 5. Speicherglieder.- 5.1 Funktionsprinzip einer bistabilen Kippschaltung.- 5.2 Funktionsprinzip von RAM-Speicherzellen.- 5.3 RS-Kippglied.- 5.4 RS-Kippglied mit Zustandssteuerung.- 5.5 D-Kippglied mit Zustandssteuerung.- 5.6 RS-Kippglied mit Zwei-Zustandssteuerung.- 5.7 JK-Master-Slave-Kippglied.- 5.8 Master-Slave T-Kippglied.- 5.9 Kippglieder mit Taktflankensteuerung.- 5.10 Zusammenfassung.- 6. Schaltwerke.- 6.1 Automaten.- 6.2 Funktionelle Beschreibung von Schaltwerken.- 6.3 Analyse von Schaltwerken.- 6.4 Synthese von Schaltwerken.- 6.5 Realisierung von Schaltwerken.- 6.6 Vom Addierer zum Prozessor.- 7. Integrierte Schaltungen.- 7.1 Schaltungsentwurf.- 7.2 Herstellung.- Abkürzungen.- Schaltzeichen für binäre Verknüpfungsglieder.