Mikrocomputertechnik

Größe: px
Ab Seite anzeigen:

Download "Mikrocomputertechnik"

Transkript

1 Mikrocomputertechnik Thema: Grundlage Informationseinheiten Zahlensysteme Zahlendarstellung im Computer Digitaltechnikgrundlagen Halbleiterspeicher Rechnerarchitektur

2 Informationseinheiten BIT NIBBLE MSB 3 LSB BYTE WORD DOUBLE WORD QUADRUPLE WORD MSB MSB MSB MSB 7 LSB 5 LSB 3 LSB 63 LSB MSB = Most Significant Bit LSB = Least Significant Bit In diesem Zusammenhang häufig verwendete Dimensionen: KILO (K) K = 3 MEGA (M) M = 6 GIGA (G) G = 9 TERA (T) T = 2 Folie 2

3 Zahlensysteme Folie 3

4 Binärsystem (Dualsystem) Im Binärsystem werden Zahlen lediglich mit den Ziffern und dargestellt. Aufgrund der einfachen technischen Realisierbarkeit, hat dieses Zahlensystem die größte Bedeutung innerhalb digitaler Rechner erlangt. Jede Zahl lässt sich als Summe von Potenzen der Basis 2 darstellen. Z b = N i= x i 2 i, mit x i {,} Beispiele: 3 2 [ ] 2 = = [ ] [ ] = = [ ] 2 26 Folie 4

5 BCD-Code Jede Ziffer einer Dezimalzahl wird einzeln dual kodiert. Dieser Code findet z.b. Anwendung bei der Ansteuerung von LCD- und LED- Zahlendisplays (z.b. 7-Segment-Anzeigen). BCD-Codetabelle Dezimal BCD Beispiele: Dezimal BCD-Code Folie 5

6 Hexadezimalsystem Das Hexadezimalsystem besitzt die Basiszahl 6. Dieses Zahlensystem enthält 6 Nennwerte. Da das arabische Zahlensystem nur Ziffern kennt (-9), werden die übrigen Ziffern mit Buchstaben (A-F) dargestellt. Dieses System dient u.a. zur leichter lesbaren Darstellung von Dualzahlen. In der Informatik werden Datenworte oftmals zu Gruppen von 8 Bit, also einem Byte, zusammengefasst. Ein Byte lässt sich statt mit 8 Bit auch mit einer zweistelligen Hexadezimalzahl darstellen (je eine Hexadezimalzahl pro Nibble). Z h = N i= x i 6 i, mit x i {;; L;5} Beispiele: (6) (6) [ ] 6 = = [ 6] = [ ] 3 2 (6) B (6) F (6) (6) 3 2 [ 3 BF] 6 = = [ 5344] = [ ] 2 Folie 6

7 Zusammenhang Dez, Bin, Hex Dezimal Binär Hexadezimal A B C D E F Folie 7

8 Zahlendarstellung im Computer Folie 8

9 Vorzeichenlose Ganzzahlen Ganzzahlen werden in der Regel mit 8, 6, 32, 64 oder 28 Bit dargestellt. Hierbei werden alle Bits zur Darstellung des positiven Zahlenwerts verwendet. Bit-Anzahl n Wertebereich vorzeichenlose Ganzzahl bis 255 bis bis bis 2 n - Folie 9

10 Ganzzahlen mit Vorzeichen Negative Ganzzahlen werden im Binärsystem anhand des Zweierkomplements dargestellt. Das obere Bit einer Ganzzahl repräsentiert das Vorzeichen. Negative Zahlen werden im 2-Komplement mit einer führenden gekennzeichnet Positive Zahlen werden im 2-Komplement mit einer führenden gekennzeichnet Beispiel zur Umwandlung: Die negative Dezimalzahl -2 soll ins 2-Komplement umgewandet werden.. Vorzeichen ignorieren und Umrechnen in Binärsystem. [2] = [ ] 2 2. Invertieren, da es sich um negative Zahl handelt (Einerkomplement). 3. addieren, da es sich um negative Zahl handelt (2-Komplement). + = [-2] = [ ] 2 Folie

11 Ganzzahlen mit Vorzeichen Eine andere Sichtweise auf das 2-Komplement: 2-Komplement Dezimal 2 7 = 2 6 = 2 5 = 2 4 = 2 3 = 2 2 = 2 = 2 = Bit-Anzahl n Wertebereich Ganzzahl mit Vorzeichen -28 bis bis bis n- bis 2 n- - Folie

12 Digitaltechnikgrundlagen Folie 2

13 Grundverknüpfungen Die drei Grundverknüpfungen: Bezeichnung Relaisschaltung Symbol Schaltfunktion UND- Verknüpfung (Konjunktion) A B K E E2 En. & X X = E ٨E2 ٨ ٨En X = E E2 En ODER- Verknüpfung (Disjunktion) A K B E E2 En. X X = E ٧E2 ٧ ٧En X = E + E2 + + En NICHT- Verknüpfung (Negation) _ A K E X X = E Folie 3

14 Schaltnetze Weitere logische Gatter Bezeichnung NAND NOR A B A B Symbol & X X Schaltfunktion X = A ٨ B = A B X = A ٧ B = A + B EXOR (Antivalenz) EXNOR (Äquivalenz) A B A B = X X = A B = X X = A B Folie 4

15 Schaltnetze Schaltnetze Schaltnetze sind schaltungstechnische Realisierungen von booleschen Funktionen. Sie bestehen aus logischen Schaltgliedern, welche auch als Logikgatter bezeichnet werden. Sämtliche Schaltnetze lassen sich durch die drei Grundverknüpfungen AND (UND), OR (ODER) und NOT (NICHT) realisieren. Die Schaltfunktion X eines Schaltnetzes ist, im Gegensatz zu Schaltwerken, nur von den momentan anliegenden Eingangsinformationen abhängig. Ein Schaltnetz hat kein Gedächtnis. Folie 5

16 Schaltnetze Halbaddierer als Beispiel für Schaltnetze: Ein Halbaddierer kann zwei einstellige Binärzahlen addieren. Er besitzt zwei Ausgänge, welche die linke (Carry = Übertrag) und die rechte (Sum = Summe) Stelle des Ergebnisses widerspiegeln. Die Wahrheitstabelle des Halbaddierers: x y Carry c Sum s x y & & s & c c = x ٨ y s = (x ٨ y) ٧ (x ٨ y) s = x y x y Aufbau des Halbaddierers mit den Grundverknüpfungen UND, ODER, NICHT = s & c Aufbau des Halbaddierers mit XOR Gatter Folie 6

17 Schaltwerke Schaltwerke Bei Schaltwerken hängen die Ausgangsvariablen von den Eingangsvariablen und zusätzlich vom jeweiligen Zustand des Systems, d.h. von der Vorgeschichte ab. Bei Schaltwerken ist mindestens einer der Ausgänge auf mindestens einen der Eingänge rückgekoppelt. Hierdurch erhält die Schaltung einen speichernden Charakter, der auch als Gedächtnis bezeichnet wird. Schaltwerke bestehen aus logischen Gattern und Speicherbausteinen, sogenannten bistabiblen Kippschaltungen, welche im Folgenden als Flipflops (FF) bezeichnet werden. FFs sind Binärspeicher, die den Inhalt eines Bit speichern können. Die wichtigsten FFs sind: RS-FF D-FF JK-Master-Slave-FF Man unterscheidet zwischen Asynchronen FFs, welche ohne Taktsignal arbeiten und Synchronen FFs, die mittels Takt gesteuert werden. Folie 7

18 Halbleiterspeicher Folie 8

19 Klassifizierung von Halbleiterspeichern Halbleiterspeicher Nicht flüchtig Flüchtig Nicht löschbar Löschbar Statisch Dynamisch ROM PROM EPROM EEPROM Flash SRAM DRAM Folie 9

20 ROM ROM steht für Read Only Memory. Es handelt sich um einen Festwertspeicher. D.h. der Speicher kann im normalen Betrieb nur gelesen, jedoch nicht beschrieben werden. ROMs sind somit nicht löschbare Speicher. Daten in einem ROM bleiben auch ohne Stromversorgung erhalten. Dieser Speicher dient zur Aufnahme fest verdrahteter Programme. Man spricht hierbei auch von einem maskenprogrammierten ROM oder Masken- ROM. Diese ROMs können nur im Herstellungsprozess programmiert werden, wodurch sie sich nur für hohe Stückzahlen rechnen. Folie 2

21 PROM PROM steht für Programmable Read Only Memory. Im Gegensatz zum ROM muss das PROM nicht schon bei der Herstellung programmiert werden. Es kann vom Entwickler zu einem späteren Zeitpunkt EINMALIG programmiert werden. Wie bereits das ROM kann auch das PROM nach dem Programmieren nicht wieder gelöscht werden. Das Programmieren basiert auf dem Durchschmelzen von Sicherungen (zerstörendes Schreiben). Für das Programmieren von PROMs ist ein spezieller Brenner notwendig. Folie 2

22 EPROM EPROM steht für Erasable Programmable Read Only Memory. Das EPROM zählt zu den nichtflüchtigen, jedoch löschbaren Speichern. Der EPROM-Speicher basiert auf einer MOSFET-Transistor-Matrix, wobei jeder Transistor ein Datenbit repräsentiert. Bei der Programmierung wird eine erhöhte Spannung an den Transistor angelegt. Die Lesespannung liegt wiederum unterhalt der Programmierspannung EPROMs können mit speziellen Programmiergeräten programmiert werden. Im Normalbetrieb kann dieser Speicher nur gelesen werden. Mit Hilfe von UV-Licht kann das EPROM gelöscht (Ionisation des Halbleiters) und anschließend wieder programmiert werden. Ein Löschvorgang benötigt zwischen bis 3 Minuten. Es kann lediglich der komplette Speicher auf einmal gelöscht werden. EPROMs können i.d.r. bis zu 2 mal gelöscht und neu beschrieben werden. Diese Zahl hängt jedoch vom Hersteller des Bausteins ab und kann im jeweiligen Datenblatt nachgelesen werden. Folie 22 Für den Löschvorgang bzw. die Bestrahlung mit UV-Licht wird ein Gehäuse mit integriertem Quarzglasfenster benötigt, welches den Baustein relativ teuer macht.

23 EEPROM EEPROM steht für Electrically Erasable Programmable Read Only Memory. Das EEPROM zählt wie auch da EPROM zu den nichtflüchtigen, jedoch löschbaren Speichern. Die ersten EEPROMs konnten nur mittels spezieller Programmiergeräte mit Daten gefüllt werden. Heutige EEPROMs können auch im Normalbetrieb beschrieben werden. Die hierfür notwendige höhere Programmierspannung wird im Baustein intern erzeugt. Im Gegensatz zum EPROM kann ein EEPROM in nur wenigen Sekunden komplett gelöscht werden. Außerdem ist es möglich EEPROM-Speicher byteweise zu löschen bzw. byteweise wieder zu beschreiben. Die Anzahl der Schreibvorgänge ist auch bei diesem Speicher begrenzt und liegt heute i.d.r. bei bis zu.. Schreibzyklen. Die genaue vom Hersteller gewährleistete Mindestanzahl von Schreibzyklen kann auch hier dem jeweiligen Datenblatt entnommen werden. Ein Schreibzyklus bei EEPROMs dauert zwischen ms bis ms. EEPROM-Speicher ist in der Herstellung relativ teuer. Folie 23

24 Flash Wird auch als Flash-EEPROM bezeichnet. Wie EPROM und EEPROM verfügen auch FLASH-Speicher über die Eigenschaft der Nichtflüchtigkeit und der Beschreibbarkeit. Flash-Speicher ist im Gegensatz zu (E)EPROM-Speicher schneller und vor allem kostengünstiger. Im Gegensatz zum EEPROM-Speicher können beim Flash-Speicher keine einzelnen Bytes gelöscht werden. Daten können nur blockweise gelöscht werden, wobei die Größe des Blocks vom jeweiligen Baustein abhängt. Bevor eine Speicherzelle beschrieben werden kann, muss sie zuvor gelöscht werden. Ein Schreibzyklus bei Flash-Speichern dauert zwischen µs bis ms. Die Anzahl der Schreibvorgänge ist auch bei diesem Speicher begrenzt und liegt heute zwischen. bis.. Schreibzyklen. Die genaue vom Hersteller gewährleistete Mindestanzahl von Schreibzyklen kann wiederum dem jeweiligen Datenblatt entnommen werden. Folie 24

25 RAM RAM steht für Random Access Memory. RAM wird auf Deutsch auch als Speicher mit wahlfreiem Zugriff (Random Access) übersetzt. Dies bedeutet, dass die Daten nicht in Blöcken gespeichert sind und somit direkt angesprochen werden können. Jede Speicherzelle kann somit über ihre Adresse direkt angesprochen werden. Diese Eigenschaft macht RAM besonders schnell RAM gehört zur Gattung der flüchtigen Speicher. Die Daten werden im RAM nur so lange gehalten, bis die Stromzufuhr unterbrochen wird. Folie 25

26 SRAM SRAM steht für Static Random Access Memory. Statisch bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der Speicherinhalt mittels Flip-Flops gespeichert wird. Durch die Flip-Flop-Technologie ist SRAM-Speicher extrem schnell, besitzt jedoch auch einen sehr hohen Stromverbrauch. Folie 26

27 DRAM DRAM steht für Dynamic Random Access Memory. DRAM ist der einfachste, langsamste und billigste Speicherbaustein, den es gibt. Sein Speicherinhalt geht verloren, wenn er nicht mehr mit Strom versorgt wird. Eine DRAM-Speicherzelle besteht aus einem Transistor und einem Kondensator. In einer DRAM-Speicherzelle wird ein Bit durch die Ladung des Kondensators gespeichert. Nachteil dieser Speicherart ist, dass sich der Kondensator durch Kriechströme entlädt und der Speicherzustand immer wieder neu aktualisiert werden muss (Refresh). Der zyklische Refresh liegt in der Obhut des Entwicklers. Er wird oftmals über eine zyklische Interruptroutine angestoßen. Typischerweise gehen im Mittel 3-5% der Zugriffszeit durch den Refresh verloren. Es gibt verschiedene Refresh-Modi, die vom jeweilig verwendeten Baustein abhängen. Auch die Refresh-Perioden hängen von diesem ab. Folie 27

28 Rechnerarchitektur Folie 28

29 Von-Neumann-Architektur Die Von-Neumann-Architektur wurde vom österreichisch-ungarischen Mathematiker János von Neumann zu Margitta im Jahr 945 zum ersten mal vorgestellt. Die meisten der heutigen Rechnersysteme orientieren sich an der Von- Neumann-Architektur. Der Von-Neumann-Rechner besteht aus folgenden fünf Komponenten: Steuerwerk Ein-/Ausgabesystem Prozessor Bussystem Rechenwerk Speicher Rechenwerk: Übernimmt Rechen- und Logische-Operationen. Steuerwerk: Interpretiert die Befehle eines Programms und steuert die Befehlsabfolge. Speicher: Speichert sowohl Programmcode wie auch Daten. Ein-/Ausgabesystem: Steuert die Ein- und Ausgabe von Daten. Verbindungselement (BUS): Dient zum Datentransport zwischen den Komponenten Prozessor, Speicher und Ein-/Ausgabesystem. Folie 29

30 Von-Neumann-Architektur Der wesentlichste Punkt der Von-Neumann-Architektur ist der gemeinsame Speicher für Programmcode wie auch Daten. Der Programmablauf in einem Von-Neumann-Rechner sieht wie folgt aus: Die Befehle sind in einem linear adressierten RAM-Speicher abgelegt. Der Programmzähler zeigt auf den aktuell ausgeführten Befehl. Die Befehle können wie Daten geändert werden. Die Befehle werden aus dem RAM ausgelesen und danach ausgeführt Im Anschluss wird der Programmzähler um den Wert Eins inkrementiert Mit bestimmten Sprungbefehlen kann der Programmzähler auch um andere Werte inkrementiert werden. Mit Verzweigungsbefehlen kann der Programmzähler beeinflusst werden (Inkrementierung oder Sprung). Folie 3

31 Von-Neumann-Architektur Der Von-Neumann-Flaschenhals In den Anfängen der Computertechnik stellte die CPU die langsamste Einheit eines Rechners dar. Hierdurch fand die Bereitstellung der Daten schneller statt, als die Verarbeitung dieser. Heutige CPUs sind jedoch um einiges schneller als die verwendeten Busse bzw. eingesetzten Speicherbausteine. Somit nimmt die Datenbereitstellung heute mehr Zeit in Anspruch, als die eigentliche Datenverarbeitung. Speicher und Bussystem bilden den sogenannten Von-Neumann-Flaschenhals. Folie 3

32 Harvard-Architektur Die Harvard-Architektur ist eine Weiterentwicklung der Von-Neumann-Architektur. Bei dieser Modifikation der Von-Neumann-Architektur sind Programm- und Datenspeicher physisch von einander getrennt. Programm- und Datenspeicher werden hierbei über getrennte Busse angesteuert. Hierdurch ist eine parallele (gleichzeitige) Verarbeitung von Befehlen und Daten möglich. Steuerwerk Ein-/ Ausgabesystem Prozessor Bussystem Programm Speicher Rechenwerk Daten Speicher Durch die Trennung der Speicher wird außerdem das Überschreiben von Programmcode bei fehlerhafter Software verhindert. Ein weiterer Vorteil liegt in der Unabhängigkeit von Datenwort- und Befehlswortbreite (geringerer Speicherbedarf für Programmcode). Bei den heutigen Prozessoren wird meist eine Mischform aus Von-Neumann- und Harvard-Architektur verwendet. Intern (innerhalb des Prozessorchips) sind Programm- und Datenspeicher getrennt. Extern liegen Programm und Daten jedoch in einem gemeinsamen Speicher. Folie 32

33 CISC & RISC CISC (Complex Instruction Set Computing) Befehlssatz besteht aus leistungsfähigen Einzelbefehlen Großer Befehlssatz mit ca. 4-5 Befehlen Integriertes Mikroprogramm setzt Befehle in notwendige Prozesssequenzen um (mikroprogrammierte CPU) Oder Komplexe CISC-Befehle werden vor Ausführung im Prozessor in RISC-Befehle übersetzt Ausführen eines Befehls benötigt i.d.r. mehrere Taktzyklen Kleiner Registersatz (ca. 2 Register) Zwischenergebnisse werden daher meist auf dem Stack abgelegt langsamer Zugriff Typische Vertreter: Intel Pentium Pro, Intel 886, Motorola 68, Z8 RISC (Reduced Instruction Set Computing) Befehlssatz verzichtet zugunsten der Performance auf komplexe Befehle Eingeschränkter Befehlssatz mit ca. 4-5 Befehlen Keine Umsetzung der Befehle durch Mikroprogramm Für jeden Maschinensprachenbefehl steht ein sequentielles Netzwerk aus Gattern zur Verfügung Befehlen können innerhalb eines Taktzyklus abgearbeitet werden Großer Registersatz (mehr als interne Register). Zwischenergebnisse werden in Registern gehalten schneller Zugriff auf Daten Typische Vertreter: ARM-Prozessoren, Power- PC, Atmel AVR Folie 33

Halbleiterspeicher. Halbleiterspeicher. 30.09.2008 Michael Kuhfahl 1

Halbleiterspeicher. Halbleiterspeicher. 30.09.2008 Michael Kuhfahl 1 Halbleiterspeicher 30.09.2008 Michael Kuhfahl 1 Gliederung I. FF als Speicher (1 Bit) II. Register als Speicher (n Bit) III. Anordnung der Speicherzellen IV. SRAM V. DRAM VI. ROM VII. PROM VIII. EPROM

Mehr

Tutorium Rechnerorganisation

Tutorium Rechnerorganisation Woche 9 Tutorien 3 und 4 zur Vorlesung Rechnerorganisation 1 Christian A. Mandery: KIT Universität des Landes Baden-Württemberg und nationales Grossforschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft www.kit.edu

Mehr

Zahlendarstellungen und Rechnerarithmetik*

Zahlendarstellungen und Rechnerarithmetik* Zahlendarstellungen und Rechnerarithmetik* 1. Darstellung positiver ganzer Zahlen 2. Darstellung negativer ganzer Zahlen 3. Brüche und Festkommazahlen 4. binäre Addition 5. binäre Subtraktion *Die Folien

Mehr

Programmierung mit NQC: Kommunikation zwischen zwei RCX

Programmierung mit NQC: Kommunikation zwischen zwei RCX Programmierung mit NQC: Kommunikation zwischen zwei RCX Teil : Grundlagen Martin Schmidt 7. Februar 24 Teil : Grundlagen Zahlensysteme : Binärsystem Ziffern: und Bit = binary digit (Binärziffer) Einfach

Mehr

Grundlagen der Digitaltechnik

Grundlagen der Digitaltechnik Grundlagen der Digitaltechnik Eine systematische Einführung von Prof. Dipl.-Ing. Erich Leonhardt 3., bearbeitete Auflage Mit 326 Bildern, 128 Tabellen, zahlreichen Beispielen und Übungsaufgaben mit Lösungen

Mehr

Elektrizitätslehre und Elektronik. Halbleiterspeicher

Elektrizitätslehre und Elektronik. Halbleiterspeicher 1/5 Halbleiterspeicher Ein Halbleiterspeicher ist ein Datenspeicher, der aus einem Halbleiter besteht, in dem mittels der Halbleitertechnologie integrierte Schaltkreise realisiert werden. Die Daten werden

Mehr

Die Mikroprogrammebene eines Rechners

Die Mikroprogrammebene eines Rechners Die Mikroprogrammebene eines Rechners Das Abarbeiten eines Arbeitszyklus eines einzelnen Befehls besteht selbst wieder aus verschiedenen Schritten, z.b. Befehl holen Befehl dekodieren Operanden holen etc.

Mehr

Signalverarbeitung 1

Signalverarbeitung 1 TiEl-F000 Sommersemester 2008 Signalverarbeitung 1 (Vorlesungsnummer 260215) 2003-10-10-0000 TiEl-F035 Digitaltechnik 2.1 Logikpegel in der Digitaltechnik In binären Schaltungen repräsentieren zwei definierte

Mehr

21.10.2013. Vorlesung Programmieren. Agenda. Dezimalsystem. Zahlendarstellung. Zahlendarstellung. Oder: wie rechnen Computer?

21.10.2013. Vorlesung Programmieren. Agenda. Dezimalsystem. Zahlendarstellung. Zahlendarstellung. Oder: wie rechnen Computer? Vorlesung Programmieren Zahlendarstellung Prof. Dr. Stefan Fischer Institut für Telematik, Universität zu Lübeck http://www.itm.uni-luebeck.de/people/pfisterer Agenda Zahlendarstellung Oder: wie rechnen

Mehr

Rechnerarchitektur Atmega 32. 1 Vortrag Atmega 32. Von Urs Müller und Marion Knoth. Urs Müller Seite 1 von 7

Rechnerarchitektur Atmega 32. 1 Vortrag Atmega 32. Von Urs Müller und Marion Knoth. Urs Müller Seite 1 von 7 1 Vortrag Atmega 32 Von Urs Müller und Marion Knoth Urs Müller Seite 1 von 7 Inhaltsverzeichnis 1 Vortrag Atmega 32 1 1.1 Einleitung 3 1.1.1 Hersteller ATMEL 3 1.1.2 AVR - Mikrocontroller Familie 3 2 Übersicht

Mehr

Kapitel 2. Zahlensysteme, Darstellung von Informationen

Kapitel 2. Zahlensysteme, Darstellung von Informationen Kapitel 2 Zahlensysteme, Darstellung von Informationen 1 , Darstellung von Informationen Ein Computer speichert und verarbeitet mehr oder weniger große Informationsmengen, je nach Anwendung und Leistungsfähigkeit.

Mehr

Rechnenund. Systemtechnik

Rechnenund. Systemtechnik Rechnen- und Systemtechnik 1 / 29 Rechnenund Systemtechnik Skript und Unterrichtsmitschrift April 22 Rechnen- und Systemtechnik 2 / 29 nhaltsverzeichnis 1. Grundbausteine der Digitaltechnik... 4 1.1. UND-Verknüpfungen

Mehr

a. Flipflop (taktflankengesteuert) Wdh. Signalverläufe beim D-FF

a. Flipflop (taktflankengesteuert) Wdh. Signalverläufe beim D-FF ITS Teil 2: Rechnerarchitektur 1. Grundschaltungen der Digitaltechnik a. Flipflop (taktflankengesteuert) Wdh. Signalverläufe beim D-FF b. Zähler (Bsp. 4-Bit Zähler) - Eingang count wird zum Aktivieren

Mehr

Grundlagen der Informatik

Grundlagen der Informatik Mag. Christian Gürtler Programmierung Grundlagen der Informatik 2011 Inhaltsverzeichnis I. Allgemeines 3 1. Zahlensysteme 4 1.1. ganze Zahlen...................................... 4 1.1.1. Umrechnungen.................................

Mehr

Mikroprozessor bzw. CPU (Central Processing. - Steuerwerk (Control Unit) - Rechenwerk bzw. ALU (Arithmetic Logic Unit)

Mikroprozessor bzw. CPU (Central Processing. - Steuerwerk (Control Unit) - Rechenwerk bzw. ALU (Arithmetic Logic Unit) Der Demo-Computer besitzt einen 4Bit-Mikroprozessor. Er kann entsprechend Wörter mit einer Breite von 4 Bits in einem Schritt verarbeiten. Die einzelnen Schritte der Abarbeitung werden durch Lampen visualisiert.

Mehr

Grundlagen der Informatik 2 Grundlagen der Digitaltechnik. 1. Zahlensysteme

Grundlagen der Informatik 2 Grundlagen der Digitaltechnik. 1. Zahlensysteme Grundlagen der Informatik 2 Grundlagen der Digitaltechnik 1. Zahlensysteme Prof. Dr.-Ing. Jürgen Teich Dr.-Ing. Christian Haubelt Lehrstuhl für Hardware-Software Software-Co-Design Grundlagen der Digitaltechnik

Mehr

Zahlensysteme: Oktal- und Hexadezimalsystem

Zahlensysteme: Oktal- und Hexadezimalsystem 20 Brückenkurs Die gebräuchlichste Bitfolge umfasst 8 Bits, sie deckt also 2 8 =256 Möglichkeiten ab, und wird ein Byte genannt. Zwei Bytes, also 16 Bits, bilden ein Wort, und 4 Bytes, also 32 Bits, formen

Mehr

Daten, Informationen, Kodierung. Binärkodierung

Daten, Informationen, Kodierung. Binärkodierung Binärkodierung Besondere Bedeutung der Binärkodierung in der Informatik Abbildung auf Alphabet mit zwei Zeichen, in der Regel B = {0, 1} Entspricht den zwei möglichen Schaltzuständen in der Elektronik:

Mehr

3 Rechnen und Schaltnetze

3 Rechnen und Schaltnetze 3 Rechnen und Schaltnetze Arithmetik, Logik, Register Taschenrechner rste Prozessoren (z.b. Intel 4004) waren für reine Rechenaufgaben ausgelegt 4 4-Bit Register 4-Bit Datenbus 4 Kbyte Speicher 60000 Befehle/s

Mehr

Programmieren. Kapitel 3: Wie funktioniert ein moderner Computer? Wintersemester 2008/2009. Prof. Dr. Christian Werner

Programmieren. Kapitel 3: Wie funktioniert ein moderner Computer? Wintersemester 2008/2009. Prof. Dr. Christian Werner Institut für Telematik Universität zu Lübeck Programmieren Kapitel 3: Wie funktioniert ein moderner Computer? Wintersemester 8/9 Prof. Dr. Christian Werner 3- Überblick Typische Merkmale moderner Computer

Mehr

Füllstandsregelung. Technische Informatik - Digitaltechnik II

Füllstandsregelung. Technische Informatik - Digitaltechnik II Füllstandsregelung Kursleiter : W. Zimmer 1/18 Zwei Feuchtigkeitsfühler (trocken F=0; feucht F=1) sollen zusammen mit einer geeigneten Elektronik dafür sorgen, dass das Wasser im Vorratsbehälter niemals

Mehr

Das große All-in-All CPLD/FPGA Tutorial

Das große All-in-All CPLD/FPGA Tutorial Das große All-in-All CPLD/FPGA Tutorial Mit diesem Tutorial sollen die ersten Schritte in die Welt der programmierbaren Logik vereinfacht werden. Es werden sowohl die Grundlagen der Logik, die benötigte

Mehr

Zahlensysteme. Zahl 0 0 0 0 0 5 5. Stellenwert Zahl 0 0 0 0 0 50 5. Zahl = 55 +50 +5

Zahlensysteme. Zahl 0 0 0 0 0 5 5. Stellenwert Zahl 0 0 0 0 0 50 5. Zahl = 55 +50 +5 Personal Computer in Betrieb nehmen 1/6 Weltweit setzen die Menschen alltäglich das Zehnersystem für Zählen und Rechnen ein. Die ursprüngliche Orientierung stammt vom Zählen mit unseren 10 Fingern. Für

Mehr

Aufbau und Funktionsweise eines Computers

Aufbau und Funktionsweise eines Computers Aufbau und Funktionsweise eines Computers Thomas Röfer Hardware und Software von Neumann Architektur Schichtenmodell der Software Zahlsysteme Repräsentation von Daten im Computer Hardware Prozessor (CPU)

Mehr

Repräsentation von Daten: Binär-, Oktal- u. Hexadezimalcodierung von ganzen und rationalen Zahlen

Repräsentation von Daten: Binär-, Oktal- u. Hexadezimalcodierung von ganzen und rationalen Zahlen Großübung 1: Zahlensysteme Repräsentation von Daten: Binär-, Oktal- u. Hexadezimalcodierung von ganzen und rationalen Zahlen Lehrender: Dr. Klaus Richter, Institut für Informatik; E-Mail: richter@informatik.tu-freiberg.de

Mehr

- Strukturentwurf elementarer Rechenwerke - Grund-Flipflop (RS-Flipflop) - Register, Schieberegister, Zähler

- Strukturentwurf elementarer Rechenwerke - Grund-Flipflop (RS-Flipflop) - Register, Schieberegister, Zähler 3.Übung: Inhalte: - binäre Logik, boolsche Gleichungen - logische Grundschaltungen - trukturentwurf elementarer echenwerke - Grund-Flipflop (-Flipflop) - egister, chieberegister, Zähler Übung Informatik

Mehr

Praktikum Grundlagen der Elektronik

Praktikum Grundlagen der Elektronik Praktikum Grundlagen der Elektronik Versuch EP 7 Digitale Grundschaltungen Institut für Festkörperelektronik Kirchhoff - Bau K1084 Die Versuchsanleitung umfasst 7 Seiten Stand 2006 Versuchsziele: Festigung

Mehr

Zahlensysteme. Digitale Rechner speichern Daten im Dualsystem 435 dez = 1100110011 binär

Zahlensysteme. Digitale Rechner speichern Daten im Dualsystem 435 dez = 1100110011 binär Zahlensysteme Menschen nutzen zur Angabe von Werten und zum Rechnen vorzugsweise das Dezimalsystem Beispiel 435 Fische aus dem Teich gefischt, d.h. 4 10 2 + 3 10 1 +5 10 0 Digitale Rechner speichern Daten

Mehr

Microcontroller Kurs. 08.07.11 Microcontroller Kurs/Johannes Fuchs 1

Microcontroller Kurs. 08.07.11 Microcontroller Kurs/Johannes Fuchs 1 Microcontroller Kurs 08.07.11 Microcontroller Kurs/Johannes Fuchs 1 Was ist ein Microcontroller Wikipedia: A microcontroller (sometimes abbreviated µc, uc or MCU) is a small computer on a single integrated

Mehr

Im Original veränderbare Word-Dateien

Im Original veränderbare Word-Dateien Das Von-Neumann-Prinzip Prinzipien der Datenverarbeitung Fast alle modernen Computer funktionieren nach dem Von- Neumann-Prinzip. Der Erfinder dieses Konzeptes John von Neumann (1903-1957) war ein in den

Mehr

Grundlagen der Informationverarbeitung

Grundlagen der Informationverarbeitung Grundlagen der Informationverarbeitung Information wird im Computer binär repräsentiert. Die binär dargestellten Daten sollen im Computer verarbeitet werden, d.h. es müssen Rechnerschaltungen existieren,

Mehr

2.2 Rechnerorganisation: Aufbau und Funktionsweise

2.2 Rechnerorganisation: Aufbau und Funktionsweise 2.2 Rechnerorganisation: Aufbau und Funktionsweise é Hardware, Software und Firmware é grober Aufbau eines von-neumann-rechners é Arbeitsspeicher, Speicherzelle, Bit, Byte é Prozessor é grobe Arbeitsweise

Mehr

Technische Informatik. Der VON NEUMANN Computer

Technische Informatik. Der VON NEUMANN Computer Technische Informatik Der VON NEUMANN Computer Inhalt! Prinzipieller Aufbau! Schaltkreise! Schaltnetze und Schaltwerke! Rechenwerk! Arbeitsspeicher! Steuerwerk - Programmausführung! Periphere Geräte! Abstraktionsstufen

Mehr

Versuch P1-63 Schaltlogik Vorbereitung

Versuch P1-63 Schaltlogik Vorbereitung Versuch P1-63 Schaltlogik Vorbereitung Gruppe Mo-19 Yannick Augenstein Versuchsdurchführung: 16. Januar 2012 1 Inhaltsverzeichnis Einführung 3 1 Grundschaltungen 3 1.1 AND.......................................

Mehr

Leseprobe. Taschenbuch Mikroprozessortechnik. Herausgegeben von Thomas Beierlein, Olaf Hagenbruch ISBN: 978-3-446-42331-2

Leseprobe. Taschenbuch Mikroprozessortechnik. Herausgegeben von Thomas Beierlein, Olaf Hagenbruch ISBN: 978-3-446-42331-2 Leseprobe Taschenbuch Mikroprozessortechnik Herausgegeben von Thomas Beierlein, Olaf Hagenbruch ISBN: 978-3-446-4331- Weitere Informationen oder Bestellungen unter http://www.hanser.de/978-3-446-4331-

Mehr

Prof. Dr. Rudolf Latz Fachbereich Informatik & Kommunikation Westfälische Hochschule Gelsenkirchen - Bocholt - Recklinghausen

Prof. Dr. Rudolf Latz Fachbereich Informatik & Kommunikation Westfälische Hochschule Gelsenkirchen - Bocholt - Recklinghausen Technische Grundlagen der Informatik (TGI) Formel- und Diagrammsammlung zu den Vorlesungen Technische Grundlagen der Informatik ( TGI) Prof. Dr. Rudolf Latz Fachbereich Informatik & Kommunikation Westfälische

Mehr

13 Programmierbare Speicher- und Logikbausteine

13 Programmierbare Speicher- und Logikbausteine 13 Programmierbare Speicher- und Logikbausteine Speicherung einer Tabelle (Programm) Read Only Memory (ROM) Festwertspeicher Nichtflüchtig Nichtlöschbar: ROM PROM bzw. OTP-ROM Anwender programmierbares

Mehr

Mikroprozessor als universeller digitaler Baustein

Mikroprozessor als universeller digitaler Baustein 2. Mikroprozessor 2.1 Allgemeines Mikroprozessor als universeller digitaler Baustein Die zunehmende Integrationsdichte von elektronischen Schaltkreisen führt zwangsläufige zur Entwicklung eines universellen

Mehr

Software ubiquitärer Systeme

Software ubiquitärer Systeme Software ubiquitärer Systeme Übung 2: Speicherarchitekturen in Mikrocontrollern und AOStuBS Christoph Borchert Arbeitsgruppe Eingebettete Systemsoftware Lehrstuhl für Informatik 12 TU Dortmund http://ess.cs.uni-dortmund.de/~chb/

Mehr

01.11.2012. Vorlesung Programmieren. Inhalt. Funktionsweise von Computern. Ein Blick zurück. 1. Ein Blick zurück. 2.

01.11.2012. Vorlesung Programmieren. Inhalt. Funktionsweise von Computern. Ein Blick zurück. 1. Ein Blick zurück. 2. Vorlesung Programmieren Funktionsweise von Computern Dr. Dennis Pfisterer Institut für Telematik, Universität zu Lübeck http://www.itm.uni-luebeck.de/people/pfisterer Inhalt 1. Ein Blick zurück 2. Stand

Mehr

Vorlesung Programmieren

Vorlesung Programmieren Vorlesung Programmieren Funktionsweise von Computern Prof. Dr. Stefan Fischer Institut für Telematik, Universität zu Lübeck http://www.itm.uni-luebeck.de/people/fischer Inhalt 1. Ein Blick zurück 2. Stand

Mehr

Kap 4. 4 Die Mikroprogrammebene eines Rechners

Kap 4. 4 Die Mikroprogrammebene eines Rechners 4 Die Mikroprogrammebene eines Rechners Das Abarbeiten eines Arbeitszyklus eines einzelnen Befehls besteht selbst wieder aus verschiedenen Schritten (Befehl holen, Befehl dekodieren, Operanden holen etc.).

Mehr

Darstellung von Informationen

Darstellung von Informationen Darstellung von Informationen Bit, Byte, Speicherzelle und rbeitsspeicher Boolesche Operationen, Gatter, Schaltkreis Bit Speicher (Flipflop) Binär- Hexadezimal und Dezimalzahlensystem, Umrechnungen Zweierkomplement

Mehr

L3. Datenmanipulation

L3. Datenmanipulation L Datenmanipulation Aufbau eines Computers Prozessor, Arbeitsspeicher und system Maschinensprachen und Maschinenbefehle Beispiel einer vereinfachten Maschinensprache Ausführung des Programms und Befehlszyklus

Mehr

Modul 114. Zahlensysteme

Modul 114. Zahlensysteme Modul 114 Modulbezeichnung: Modul 114 Kompetenzfeld: Codierungs-, Kompressions- und Verschlüsselungsverfahren einsetzen 1. Codierungen von Daten situationsbezogen auswählen und einsetzen. Aufzeigen, welche

Mehr

BSZ für Elektrotechnik Dresden. Zahlenformate. Dr.-Ing. Uwe Heiner Leichsenring www.leichsenring-homepage.de

BSZ für Elektrotechnik Dresden. Zahlenformate. Dr.-Ing. Uwe Heiner Leichsenring www.leichsenring-homepage.de BSZ für Elektrotechnik Dresden Zahlenformate Dr.-Ing. Uwe Heiner Leichsenring www.leichsenring-homepage.de Gliederung 1 Überblick 2 Grundaufbau der Zahlensysteme 2.1 Dezimalzahlen 2.2 Binärzahlen = Dualzahlen

Mehr

Einführung in die Programmierung

Einführung in die Programmierung Technische Universität Carolo Wilhelmina zu Brauschweig Institut für rechnergestützte Modellierung im Bauingenierwesen Prof. Dr.-Ing. habil. Manfred Krafczyk Pockelsstraße 3, 38106 Braunschweig http://www.irmb.tu-bs.de

Mehr

Grundlagen der Rechnerarchitektur

Grundlagen der Rechnerarchitektur Grundlagen der Rechnerarchitektur Einführung Unsere erste Amtshandlung: Wir schrauben einen Rechner auf Grundlagen der Rechnerarchitektur Einführung 2 Vorlesungsinhalte Binäre Arithmetik MIPS Assembler

Mehr

Lösung 1. Übungsblatt

Lösung 1. Übungsblatt Fakultät Informatik, Technische Informatik, Professur für Mikrorechner Lösung 1. Übungsblatt Konvertierung von Zahlendarstellungen verschiedener Alphabete und Darstellung negativer Zahlen Stoffverteilung

Mehr

1 Digital vs. Analog. 2 Zahlendarstellungen und Codes. 1.1 Analog. 1.2 Digital. 1.3 Unterschied Analog zu Digital. 1.4 Von Analog zu Digital

1 Digital vs. Analog. 2 Zahlendarstellungen und Codes. 1.1 Analog. 1.2 Digital. 1.3 Unterschied Analog zu Digital. 1.4 Von Analog zu Digital Digitaltechnik DT1 - Zusammenfassung (v2.0 / Januar 2013) Seite 1 von 8 1 Digital vs. Analog 1.1 Analog Die reale Welt ist analog (z.b. Sinnesorgane) Die Analoge Verarbeitung stellt das Ergebnis einer

Mehr

Vorlesungsziele. Mit gängigen Begriffen etwas anfangen können. In der Lage sein, die Architektur von Mikroprozessoren zu verstehen

Vorlesungsziele. Mit gängigen Begriffen etwas anfangen können. In der Lage sein, die Architektur von Mikroprozessoren zu verstehen Vorlesungsziele Mit gängigen Begriffen etwas anfangen können In der Lage sein, die Architektur von Mikroprozessoren zu verstehen Die Grundkomponenten eines Mikroprozessor - Systems und ihr Zusammenwirken

Mehr

1. Übung - Einführung/Rechnerarchitektur

1. Übung - Einführung/Rechnerarchitektur 1. Übung - Einführung/Rechnerarchitektur Informatik I für Verkehrsingenieure Aufgaben inkl. Beispiellösungen 1. Aufgabe: Was ist Hard- bzw. Software? a Computermaus b Betriebssystem c Drucker d Internetbrowser

Mehr

Leseprobe. Matthias Sturm. Mikrocontrollertechnik. Am Beispiel der MSP430-Familie. ISBN (Buch): 978-3-446-42231-5. ISBN (E-Book): 978-3-446-42964-2

Leseprobe. Matthias Sturm. Mikrocontrollertechnik. Am Beispiel der MSP430-Familie. ISBN (Buch): 978-3-446-42231-5. ISBN (E-Book): 978-3-446-42964-2 Leseprobe Matthias Sturm Mikrocontrollertechnik Am Beispiel der MSP430-Familie ISBN (Buch): 978-3-446-42231-5 ISBN (E-Book): 978-3-446-42964-2 Weitere Informationen oder Bestellungen unter http://www.hanser-fachbuch.de/978-3-446-42231-5

Mehr

Technische Grundlagen der Informatik Kapitel 5. Prof. Dr. Sorin A. Huss Fachbereich Informatik TU Darmstadt

Technische Grundlagen der Informatik Kapitel 5. Prof. Dr. Sorin A. Huss Fachbereich Informatik TU Darmstadt Technische Grundlagen der Informatik Kapitel 5 Prof. Dr. Sorin A. Huss Fachbereich Informatik TU Darmstadt Kapitel 5: Themen Speicherarchitekturen RAM-, ROM-Speicher Flash-Speicher Logikimplementierung

Mehr

Vorwort 5 1 Grundbegriffe 15 1.1 Analoge und digitale Größendarstellung 15 1.1.1 Analoge Größendarstellung 15 1.1.2 Digitale Größendarstellung 17 1.

Vorwort 5 1 Grundbegriffe 15 1.1 Analoge und digitale Größendarstellung 15 1.1.1 Analoge Größendarstellung 15 1.1.2 Digitale Größendarstellung 17 1. Inhaltsverzeichnis Vorwort 5 1 Grundbegriffe 15 1.1 Analoge und digitale Größendarstellung 15 1.1.1 Analoge Größendarstellung 15 1.1.2 Digitale Größendarstellung 17 1.2 Binäre und logische Zustände 18

Mehr

COMPUTERGESTÜTZTES EXPERIMENTIEREN I P R A K T I K U M

COMPUTERGESTÜTZTES EXPERIMENTIEREN I P R A K T I K U M COMPUTERGESTÜTZTES EXPERIMENTIEREN I P R A K T I K U M 1 Übersicht Im Praktikum zur Vorlesung Computergestütztes Experimentieren I wird der Vorlesungsstoff geübt und vertieft. Ausserdem werden die speziellen

Mehr

Zahlensysteme Seite -1- Zahlensysteme

Zahlensysteme Seite -1- Zahlensysteme Zahlensysteme Seite -- Zahlensysteme Inhaltsverzeichnis Dezimalsystem... Binärsystem... Umrechnen Bin Dez...2 Umrechnung Dez Bin...2 Rechnen im Binärsystem Addition...3 Die negativen ganzen Zahlen im Binärsystem...4

Mehr

Ein polyadisches Zahlensystem mit der Basis B ist ein Zahlensystem, in dem eine Zahl x nach Potenzen von B zerlegt wird.

Ein polyadisches Zahlensystem mit der Basis B ist ein Zahlensystem, in dem eine Zahl x nach Potenzen von B zerlegt wird. Zahlensysteme Definition: Ein polyadisches Zahlensystem mit der Basis B ist ein Zahlensystem, in dem eine Zahl x nach Potenzen von B zerlegt wird. In der Informatik spricht man auch von Stellenwertsystem,

Mehr

DIGITALTECHNIK 02 ZAHLENSYSTEME

DIGITALTECHNIK 02 ZAHLENSYSTEME Seite 1 von 15 DIGITALTECHNIK 02 ZAHLENSYSTEME Inhalt Seite 2 von 15 1 ALLGEMEINES ZU ZAHLENSYSTEMEN... 3 1.1 ZAHLENSYSTEME... 3 1.2 KENNZEICHEN VON ZAHLENSYSTEMEN... 4 1.3 BILDUNGSGESETZE... 4 1.4 STELLENWERTSYSTEM...

Mehr

1. 4-Bit Binärzahlen ohne Vorzeichen 2. 4-Bit Binärzahlen mit Vorzeichen 3. 4-Bit Binärzahlen im 2er Komplement 4. Rechnen im 2er Komplement

1. 4-Bit Binärzahlen ohne Vorzeichen 2. 4-Bit Binärzahlen mit Vorzeichen 3. 4-Bit Binärzahlen im 2er Komplement 4. Rechnen im 2er Komplement Kx Binäre Zahlen Kx Binäre Zahlen Inhalt. Dezimalzahlen. Hexadezimalzahlen. Binärzahlen. -Bit Binärzahlen ohne Vorzeichen. -Bit Binärzahlen mit Vorzeichen. -Bit Binärzahlen im er Komplement. Rechnen im

Mehr

Teil 1: Digitale Logik

Teil 1: Digitale Logik Teil 1: Digitale Logik Inhalt: Boolesche Algebra kombinatorische Logik sequentielle Logik kurzer Exkurs technologische Grundlagen programmierbare logische Bausteine 1 Tri-State Ausgangslogik Ausgang eines

Mehr

Computergrundlagen Boolesche Logik, Zahlensysteme und Arithmetik

Computergrundlagen Boolesche Logik, Zahlensysteme und Arithmetik Computergrundlagen Boolesche Logik, Zahlensysteme und Arithmetik Institut für Computerphysik Universität Stuttgart Wintersemester 2012/13 Wie rechnet ein Computer? Ein Mikroprozessor ist ein Netz von Transistoren,

Mehr

5 Zusammengesetzte und reguläre Schaltungsstrukturen

5 Zusammengesetzte und reguläre Schaltungsstrukturen 5 Zusammengesetzte und reguläre Schaltungsstrukturen regelmäßig aufgebaute (reguläre) Schaltungsstrukturen implementieren jeweils eine größere Zahl an Gatterfunktionen wichtigste Vertreter: Speicher, programmierbare

Mehr

IT für Führungskräfte. Zentraleinheiten. 11.04.2002 Gruppe 2 - CPU 1

IT für Führungskräfte. Zentraleinheiten. 11.04.2002 Gruppe 2 - CPU 1 IT für Führungskräfte Zentraleinheiten 11.04.2002 Gruppe 2 - CPU 1 CPU DAS TEAM CPU heißt Central Processing Unit! Björn Heppner (Folien 1-4, 15-20, Rollenspielpräsentation 1-4) Harald Grabner (Folien

Mehr

3.0 8051 Assembler und Hochsprachen

3.0 8051 Assembler und Hochsprachen 3.0 8051 Assembler und Hochsprachen Eine kurze Übersicht zum Ablauf einer Programmierung eines 8051 Mikrocontrollers. 3.1 Der 8051 Maschinencode Grundsätzlich akzeptiert ein 8051 Mikrocontroller als Befehle

Mehr

Digitaltechnik. Basierend auf den CDT1-Unterlagen des CDT Teams. Zusammengefasst durch Simon Flüeli

Digitaltechnik. Basierend auf den CDT1-Unterlagen des CDT Teams. Zusammengefasst durch Simon Flüeli Digitaltechnik Basierend auf den CDT1-Unterlagen des CDT Teams Zusammengefasst durch Autor E-Mail fluelsim@students.zhaw.ch Datum 05.04.2011 Fach C und Digitaltechnik (CDT1) Originalunterlagen https://olat.zhaw.ch/olat/auth/1%3a-

Mehr

Wintersemester Maschinenbau und Kunststofftechnik. Informatik. Tobias Wolf http://informatik.swoke.de. Seite 1 von 18

Wintersemester Maschinenbau und Kunststofftechnik. Informatik. Tobias Wolf http://informatik.swoke.de. Seite 1 von 18 Kapitel 3 Datentypen und Variablen Seite 1 von 18 Datentypen - Einführung - Für jede Variable muss ein Datentyp festgelegt werden. - Hierdurch werden die Wertemenge und die verwendbaren Operatoren festgelegt.

Mehr

Inhaltsverzeichnis. Inhalt. 1 Einleitung

Inhaltsverzeichnis. Inhalt. 1 Einleitung Inhalt 3 Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1.1 Digitale und analoge Signale... 9 1.2 Digitale Darstellung... 12 1.3 Datenübertragung... 14 1.4 Aufgaben digitaler Schaltungen... 17 1.5 Geschichte der Digitalrechner...

Mehr

Einführung in Informatik 1

Einführung in Informatik 1 Einführung in Informatik Prof. Dr.-Ing. Andreas Penningsfeld Zahlensysteme Allgemein: Zahl b := zn * bn +... + z * b + z ( ) * b (-) +... + z (-m) * b (-m) ; zi: Koeffizienten b: Basis Dezimalsystem Dualsystem

Mehr

Technische Informatik - Eine Einführung

Technische Informatik - Eine Einführung Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg Fachbereich Mathematik und Informatik Lehrstuhl für Technische Informatik Prof. P. Molitor Ausgabe: 2005-02-21 Abgabe: 2005-02-21 Technische Informatik - Eine

Mehr

Grundlagen der Informatik

Grundlagen der Informatik Grundlagen der Informatik Teil III Boolesche Algebra, Signalarten, Elektronische Bauteile Seite 1 Boolesche Algebra George Boole => englischer Mathematiker Mitte 19. Jahrhundert Formale Sicht digitaler

Mehr

Referat von Sonja Trotter. Hauptspeicher / Arbeitsspeicher / Speicher / RAM

Referat von Sonja Trotter. Hauptspeicher / Arbeitsspeicher / Speicher / RAM Referat von Sonja Trotter Hauptspeicher / Arbeitsspeicher / Speicher / RAM Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung 2. Speicher 3. Hauptspeicher 3.1. Arbeitsspeicher 3.1.1. Allgemein 3.1.2. Leistungsmerkmale des

Mehr

Übung RA, Kapitel 1.2

Übung RA, Kapitel 1.2 Übung RA, Kapitel 1.2 Teil 1: Zahlen und Logik A) Aufgaben zu den ganzen Zahlen 1. Konvertieren Sie die folgenden Zahlen in die Binärform: 1984 Immer durch 2 teilen, der Rest ergibt das Bit. Jeweils mit

Mehr

Kapitel 2 Grundlegende Konzepte. Xiaoyi Jiang Informatik I Grundlagen der Programmierung

Kapitel 2 Grundlegende Konzepte. Xiaoyi Jiang Informatik I Grundlagen der Programmierung Kapitel 2 Grundlegende Konzepte 1 2.1 Zahlensysteme Römisches System Grundziffern I 1 erhobener Zeigefinger V 5 Hand mit 5 Fingern X 10 steht für zwei Hände L 50 C 100 Centum heißt Hundert D 500 M 1000

Mehr

D A T E N... 1 Daten Micheuz Peter

D A T E N... 1 Daten Micheuz Peter D A T E N.....! Symbole, Alphabete, Codierung! Universalität binärcodierter Daten! Elementare Datentypen! Speicherung binärcodierter Daten! Befehle und Programme! Form und Bedeutung 1 Daten Micheuz Peter

Mehr

Inhaltsverzeichnis. Teil I Aufgaben 1

Inhaltsverzeichnis. Teil I Aufgaben 1 iii Teil I Aufgaben 1 1 Grundlagen der Elektrotechnik 3 Aufgabe 1: Punktladungen............................ 3 Aufgabe 2: Elektronenstrahlröhre........................ 3 Aufgabe 3: Kapazität eines Koaxialkabels...................

Mehr

Steuerungen. 4 Typen verbindungsprogrammierte Steuerung (VPS), speicherprogrammierte Steuerung (SPS), Mikrokontroller (MC) und Industrie-PCs (IPC)

Steuerungen. 4 Typen verbindungsprogrammierte Steuerung (VPS), speicherprogrammierte Steuerung (SPS), Mikrokontroller (MC) und Industrie-PCs (IPC) Steuerungen 4 Typen verbindungsprogrammierte Steuerung (VPS), speicherprogrammierte Steuerung (SPS), Mikrokontroller (MC) und Industrie-PCs (IPC) VPS - Funktion der Steuerung in der Schaltungstopologie

Mehr

HANSER. von Prof. Dipl.-Ing. Johannes Borgmeyer. 2., verbesserte Auflage

HANSER. von Prof. Dipl.-Ing. Johannes Borgmeyer. 2., verbesserte Auflage 2008 AGI-Information Management Consultants May be used for personal purporses only or by libraries associated to dandelon.com network. von Prof. Dipl.-Ing. Johannes Borgmeyer 2., verbesserte Auflage Mit

Mehr

Grundlagen der Programmierung II BMI Bakk.

Grundlagen der Programmierung II BMI Bakk. BMI Bakk. Teil 2 Rainer Schubert Institut für Biomedizinische Bildanalyse Inhalt Aufbau eines µprozessors Grundbegriffe Allgemein PIC16F690 Ports Programmspeicher Datenspeicher RAM, ROM Spezialregister

Mehr

Das Rechnermodell - Funktion

Das Rechnermodell - Funktion Darstellung von Zahlen und Zeichen im Rechner Darstellung von Zeichen ASCII-Kodierung Zahlensysteme Dezimalsystem, Dualsystem, Hexadezimalsystem Darstellung von Zahlen im Rechner Natürliche Zahlen Ganze

Mehr

Basisinformationstechnologie I

Basisinformationstechnologie I Basisinformationstechnologie I Wintersemester 2012/13 28. November 2012 Rechnertechnologie III Universität zu Köln. Historisch-Kulturwissenschaftliche Informationsverarbeitung Jan G. Wieners // jan.wieners@uni-koeln.de

Mehr

1. Das dekadische Ziffernsystem (Dezimalsystem) Eine ganze Zahl z kann man als Summe von Potenzen zur Basis 10 darstellen:

1. Das dekadische Ziffernsystem (Dezimalsystem) Eine ganze Zahl z kann man als Summe von Potenzen zur Basis 10 darstellen: Zahlensysteme. Das dekadische Ziffernsystem (Dezimalsystem) Eine ganze Zahl z kann man als Summe von Potenzen zur Basis darstellen: n n n n z a a... a a a Dabei sind die Koeffizienten a, a, a,... aus der

Mehr

TOTAL DIGITAL - Wie Computer Daten darstellen

TOTAL DIGITAL - Wie Computer Daten darstellen TOTAL DIGITAL - Wie Computer Daten darstellen Computer verarbeiten Daten unter der Steuerung eines Programmes, das aus einzelnen Befehlen besteht. Diese Daten stellen Informationen dar und können sein:

Mehr

Repräsentation von Daten Binärcodierung ganzer Zahlen

Repräsentation von Daten Binärcodierung ganzer Zahlen Kapitel 3: Repräsentation von Daten Binärcodierung ganzer Zahlen Einführung in die Informatik Wintersemester 2007/08 Prof. Bernhard Jung Übersicht Repräsentation von Daten im Computer (dieses und nächstes

Mehr

Rechner Architektur. Martin Gülck

Rechner Architektur. Martin Gülck Rechner Architektur Martin Gülck Grundlage Jeder Rechner wird aus einzelnen Komponenten zusammengesetzt Sie werden auf dem Mainboard zusammengefügt (dt.: Hauptplatine) Mainboard wird auch als Motherboard

Mehr

Anwenderprogrammierbare

Anwenderprogrammierbare 4. Einteilung der Programmiertechnologien Programmable logic device (PLD) Field programmable gate array (FPGA) Zusammenfassende Bewertung S. A. Huss / Folie 4-1 Einteilung der Programmiertechnologien Programmierung

Mehr

Matrixbildung mit Speicherzellen Zugriff über Multiplexer und Demultiplexer

Matrixbildung mit Speicherzellen Zugriff über Multiplexer und Demultiplexer Kapitel 7 Versuch 700 Matrixbildung mit Speicherzellen ugriff über Multiplexer und Demultiplexer Der Übergang vom einzelnen Flipflop zu einem Register entspricht dem Übergang von Buchstaben zu einer eile

Mehr

Im Original veränderbare Word-Dateien

Im Original veränderbare Word-Dateien Binärsystem Im Original veränderbare Word-Dateien Prinzipien der Datenverarbeitung Wie du weißt, führen wir normalerweise Berechnungen mit dem Dezimalsystem durch. Das Dezimalsystem verwendet die Grundzahl

Mehr

Martin V. Künzli Marcel Meli. Vom Gatter zu VHDL. Eine Einführung in die Digitaltechnik. : iasms!wil5i-8sb*l!f. 3. Auflage. zh aw

Martin V. Künzli Marcel Meli. Vom Gatter zu VHDL. Eine Einführung in die Digitaltechnik. : iasms!wil5i-8sb*l!f. 3. Auflage. zh aw Martin V. Künzli Marcel Meli Vom Gatter zu VHDL Eine Einführung in die Digitaltechnik : iasms!wil5i-8sb*l!f 3. Auflage zh aw Inhaltsverzeichnis 1. Begriffe und Definitionen 1 1.1 Logische Zustände 1 1.2

Mehr

Übungen zu Informatik 1

Übungen zu Informatik 1 Communication Systems Group (CSG) Prof. Dr. Burkhard Stiller, Universität Zürich, Binzmühlestrasse 14, CH-8050 Zürich Telefon: +41 44 635 6710, Fax: +41 44 635 6809, stiller@ifi.uzh.ch Fabio Hecht, Telefon:

Mehr

Technische Informatik I

Technische Informatik I Technische Informatik I Vorlesung 2: Zahldarstellung Joachim Schmidt jschmidt@techfak.uni-bielefeld.de Übersicht Geschichte der Zahlen Zahlensysteme Basis / Basis-Umwandlung Zahlsysteme im Computer Binärsystem,

Mehr

Technische Grundlagen der Informatik Kapitel 8. Prof. Dr. Sorin A. Huss Fachbereich Informatik TU Darmstadt

Technische Grundlagen der Informatik Kapitel 8. Prof. Dr. Sorin A. Huss Fachbereich Informatik TU Darmstadt Technische Grundlagen der Informatik Kapitel 8 Prof. Dr. Sorin A. Huss Fachbereich Informatik TU Darmstadt Kapitel 8: Themen Zahlensysteme - Dezimal - Binär Vorzeichen und Betrag Zweierkomplement Zahlen

Mehr

Informationsdarstellung im Rechner

Informationsdarstellung im Rechner Informationsdarstellung im Rechner Dr. Christian Herta 15. Oktober 2005 Einführung in die Informatik - Darstellung von Information im Computer Dr. Christian Herta Darstellung von Information im Computer

Mehr

Versuchsvorbereitung P1-63: Digitale Elektronik, Schaltlogik

Versuchsvorbereitung P1-63: Digitale Elektronik, Schaltlogik Versuchsvorbereitung P1-63: Digitale Elektronik, Schaltlogik Michael Walz Gruppe 10 28. Oktober 2007 INHALTSVERZEICHNIS Inhaltsverzeichnis 0 Vorwort 3 1 Gatter aus diskreten Bauelementen 3 1.1 AND-Gatter.....................................

Mehr

Skript Zahlensysteme

Skript Zahlensysteme Skript Zahlensysteme Dieses Skript enthält die Themen meiner Unterrichtseinheit Zahlensysteme. Hier sollen die Grundlagen für das Verständnis der darauf folgenden Inhalte zu den Abläufen innerhalb des

Mehr

Benutzte Quellen. Benutzte Bezeichnungen. Logik. Logik

Benutzte Quellen. Benutzte Bezeichnungen. Logik. Logik Benutzte uellen Benutzte Bezeichnungen Vorlesungen von r.-ing. Vogelmann, Universität Karlsruhe Vorlesungen von r.-ing. Klos, Universität Karlsruhe Vorlesungen von r.-ing. Crokol, Universität Karlsruhe

Mehr

Vorbereitung zum Versuch

Vorbereitung zum Versuch Vorbereitung zum Versuch Schaltlogik Armin Burgmeier (1347488) Gruppe 15 6. Januar 2008 1 Gatter aus diskreten Bauelementen Es sollen logische Bausteine (Gatter) aus bekannten, elektrischen Bauteilen aufgebaut

Mehr

N Bit binäre Zahlen (signed)

N Bit binäre Zahlen (signed) N Bit binäre Zahlen (signed) n Bit Darstellung ist ein Fenster auf die ersten n Stellen der Binär Zahl 0000000000000000000000000000000000000000000000000110 = 6 1111111111111111111111111111111111111111111111111101

Mehr

Lehrbuch Digitaltechnik

Lehrbuch Digitaltechnik Lehrbuch Digitaltechnik Eine Einführung mit VHDL von Prof. Dr. Jürgen Reichardt, Oldenbourg Verlag München Inhaltsverzeichnis Vorwort V 1 Einleitung 1 1.1 Die Hardwarebeschreibungssprache VHDL 3 1.2 Digitale

Mehr

Prozess-rechner. auch im Büro. Automation und Prozessrechentechnik. Prozessrechner. Sommersemester 2011. Prozess I/O. zu und von anderen Rechnern

Prozess-rechner. auch im Büro. Automation und Prozessrechentechnik. Prozessrechner. Sommersemester 2011. Prozess I/O. zu und von anderen Rechnern Automation und Prozessrechentechnik Sommersemester 20 Prozess I/O Prozessrechner Selbstüberwachung zu und von anderen Rechnern Prozessrechner speziell Prozessrechner auch im Büro D A D A binäre I/O (Kontakte,

Mehr