Technische Informatik 2
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- Uwe Gerstle
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1 Springer-Lehrbuch Technische Informatik 2 Grundlagen der Computertechnik Bearbeitet von Wolfram Schiffmann erweitert, überarbeitet Taschenbuch. xviii, 399 S. Paperback ISBN Format (B x L): 15,5 x 23,5 cm Gewicht: 1290 g Weitere Fachgebiete > EDV, Informatik > EDV, Informatik: Allgemeines, Moderne Kommunikation > EDV & Informatik Allgemein schnell und portofrei erhältlich bei Die Online-Fachbuchhandlung beck-shop.de ist spezialisiert auf Fachbücher, insbesondere Recht, Steuern und Wirtschaft. Im Sortiment finden Sie alle Medien (Bücher, Zeitschriften, CDs, ebooks, etc.) aller Verlage. Ergänzt wird das Programm durch Services wie Neuerscheinungsdienst oder Zusammenstellungen von Büchern zu Sonderpreisen. Der Shop führt mehr als 8 Millionen Produkte.
2 Inhaltsverzeichnis 1 Komplexe Schaltwerke Zeitverhalten von Schaltwerken Wirk- und Kippintervalle Rückkopplungsbedingungen Entwurf von Schaltwerken Kooperierende Schaltwerke Konstruktionsregeln für Operationswerke Entwurf des Steuerwerks Hardware Algorithmen ASM Diagramme Zustandsboxen Entscheidungsboxen Bedingte Ausgangsboxen ASM Block Einsen Zähler Lösung mit komplexem MOORE Schaltwerk Lösung mit komplexem MEALY Schaltwerk Aufbau des Operationswerkes MOORE Steuerwerk als konventionelles Schaltwerk MOORE Steuerwerk mit One hot Codierung MEALY Steuerwerk als konventionelles Schaltwerk MEALY Steuerwerk mit One hot Codierung Mikroprogrammierte Steuerwerke Vergleich der komplexen Schaltwerke Universelle Operationswerke Simulationsprogramm eines Operationswerks Aufbau des Operationswerks Benutzung des Programms Betriebsarten und Befehle Beispielprogramme
3 X Inhaltsverzeichnis 2 von NEUMANN Rechner Grundkonzept Interne und externe Busse Prozessorregister Stackpointer Unterprogramme Interrupts Rechenwerk Daten Register Adress Rechnungen Datenpfade Schiebemultiplexer Dual Addition Logische Operationen Status Flags Leitwerk Mikroprogrammierung Grundstruktur eines Mikroprogramm Steuerwerks Mikrobefehlsformat Adresserzeugung Mikroprogrammierung einer RALU Aufbau der RALU Benutzung des Programms Setzen von Registern Steuerwort der RALU Takten und Anzeigen der RALU Statusregister und Sprungbefehle Kommentare und Verkettung von Befehlen Beispielprogramme Hardware Parallelität Direkter Speicherzugriff Ein /Ausgabe Prozessoren HARVARD Architektur Gleitkomma Einheiten Gleitkomma Darstellung Beispiel: IEEE 754 Standard Anschluss von Gleitkomma Einheiten Klassifikation nach Flynn
4 Inhaltsverzeichnis XI 3.6 Pipeline Prozessoren Aufbau einer Pipeline Time Space Diagramme Bewertungsmaße Pipeline Arten Beispiel: Gleitkomma Addierer Array Prozessoren (Feldrechner) Verbindungs Netzwerk Shuffle Exchange Netz Omega Netzwerk Beispiel: Matrix Multiplikation Prozessorarchitektur Befehlsarchitektur Speicherung von Operanden Speicheradressierung Adressierungsarten Datenformate Befehlsarten Befehlsformate Logische Implementierung CISC RISC Technologische Entwicklung Prozessorleistung CISC Prozessoren Merkmale von CISC Prozessoren Motorola Datenformate Register Organisation der Daten im Hauptspeicher Adressierungsarten Befehlssatz Exception Processing Entwicklung zum
5 XII Inhaltsverzeichnis 6 RISC Prozessoren Architekturmerkmale Erste RISC Prozessoren RISC Definition Befehls Pipelining Aufbau eines RISC Prozessors Pipelinekonflikte Struktureller Konflikt Datenflusskonflikte Laufzeitkonflikte Steuerflusskonflikte Optimierende Compiler Minimierung von strukturellen Konflikten Beseitigung von NOPs bei Datenflusskonflikten Beseitigung von NOPs bei statischen Laufzeitkonflikten Beseitigung von NOPs bei Steuerflusskonflikten Superpipelining Superskalare RISC Prozessoren Single Instruction Issue Multiple Instruction Issue Hardware zur Minimierung von Steuerflusskonflikten PowerPC VLIW Prozessoren Kommunikation Parallele und serielle Busse Busprotokolle Verbindungstopologien Parallelbusse Busfunktionen und Businterface Mechanischer Aufbau Elektrische Realisierung Busarbitrierung Übertragungsprotokolle Beispiel: VME Bus Serielle Übertragung Verwürfler und Entwürfler Betriebsarten Synchrone Übertragung
6 Inhaltsverzeichnis XIII Asynchrone Übertragung Leitungscodes Basisbandübertragung Ethernet LAN Token Ring Token Bus Kopplung von LANs Drahtlose Netzwerke (WLAN) Breitbandübertragung Übertragungssicherung Zyklische Blocksicherung (CRC) WANs Vermittlungstechnik Betrieb von WANs OSI Modell Speicher Halbleiterspeicher Speicher mit wahlfreiem Zugriff Pufferspeicher mit seriellem Zugriff Assoziativspeicher (CAM) Funktionsprinzipien magnetomotorischer Speichermedien Speicherprinzip Schreibvorgang Lesevorgang Abtasttakt Codierungsarten Festplatten Geschichte Mechanischer Aufbau von Festplatten Kenndaten von Festplatten Softsektorierung Fehlererkennung mittels CRC Prüfung Festplatten Adressierung Zonenaufzeichung LBA Adressierung (Linear Block Adressing) Festplatten Controller und Schnittstellenstandards IDE Schnittstelle SCSI Schnittstelle
7 XIV Inhaltsverzeichnis RAID (Redundant Array of Independent Discs) Partitionierung Dateisysteme Typen von Dateisystemen DOS Dateisystem LINUX Dateisystem CD ROM Aufbau und Speicherprinzip Lesen Laufwerksgeschwindigkeiten Datencodierung Datenorganisation in Sessions Dateisysteme für CDs CD R (CD Recordable) CD RW (CD Rewritable) DVD (Digital Versatile Disc) Speicherverwaltung Segmentierung Paging Adressumsetzung Hauptspeicherzuteilung (Allocation) Hardware Unterstützung virtueller Speicher Caches Datei Organisation Ein /Ausgabe und Peripheriegeräte Parallele Ein /Ausgabe Serielle Ein /Ausgabe Asynchronbetrieb Synchronbetrieb Zeitgeber (Timer) Analoge Ein /Ausgabe D/A Umsetzer A/D Umsetzer Tastatur Make und Break Codes Ringpuffer Tastaturfunktionen des BIOS Maus
8 Inhaltsverzeichnis XV Rollmaus Optische Maus Alternativen zur Maus Scanner Handscanner Einzugscanner Flachbettscanner Digitalkamera Speicherkarten Video und Webkameras LCD Bildschirm Passiv und Aktivmatrix Displays Pixelfehler Kontrastverhältnis und Blickwinkel Farbraum Farbtemperatur DVI (Digital Video Interface) TCO Norm Drucker Tintenstrahldrucker Thermotransfer und Thermosublimationsdrucker Laserdrucker Aktuelle Computersysteme Arten von Computern Chipsätze Aktuelle Desktop Prozessoren Athlon 64 FX Pentium 4 EE (Extreme Edition) Speicher Ein /Ausgabe Schnittstellen Grafikadapter Entwicklungstrends Verkleinerung der Strukturen Silicon on Isolator (SOI) Kupfertechnologie Dual Core Prozessoren Erhöhung der Speicherbandbreite Sicherheit und Zuverlässigkeit
9 XVI Inhaltsverzeichnis Literaturverzeichnis A Kurzreferenz Programm opw B Kurzreferenz Programm ralu C Abkürzungen Sachverzeichnis
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