Technische Informatik 1 Rechnerorganisation (RO)

Transkript

1 Technische Informatik 1 Rechnerorganisation (RO) Dr.-Ing. Heinz-Dietrich Wuttke H.-D. Wuttke `

2 Hier fanden Sie uns: nun Informatikgebäude, EG, Sekretariat Zi Lehre und Forschung im Fachgebiet Integrierte Kommunikatiossysteme Prof. Dr.-Ing. habil. Andreas Mitschele-Thiel Dr.-Ing. Heinz-Dietrich Wuttke H.-D. Wuttke `

3 Arbeitsschwerpunkte Integrierte HW/SW-Systeme Entwurf (FSM, SDL, VHDL) Implementierung Automatisierungs-Labor Remote Lab E-Learning Entwurf digitaler Systeme Mobilkommunikation Methodik Mobilkommunikation Protokollanalyse, Entwurf und Simulation Architektur und Netze Wireless Internet Lab Netzprozessoren H.-D. Wuttke `

4 Integrierte HW/SW-Systeme Automatisierungslabor Fahrstuhl 3D Kreuztisch Werkstoffbearbeitungssystem H.-D. Wuttke `

5 Praktikum im 2. Semester Versuch: Hardware-Realisierung digitaler Grundschaltungen Informatik-Gebäude H.-D. Wuttke `

6 Literatur Wuttke, Henke: Schaltsysteme Verlag: Pearson Studium ISBN: Hoffmann, D.W.: Grundlagen der Technischen Informatik Hanser-Verlag ISBN: H.-D. Wuttke `

7 Literatur Arbeitsblätter Seminaraufgaben H.-D. Wuttke `

8 Verweis auf Arbeitsblätter (Seite 41) Literatur H.-D. Wuttke `

9 Prüfung Februar / März 2014 Schriftliche Prüfungsleistung sp 90 Minuten Bonusklausur nach ~ 9. Vorlesung Bis zu 10% Notenverbesserung H.-D. Wuttke `

10 Technische Informatik 1 Inhalt Begriffe, Mathematische Grundlagen (1) Boolesche Algebren, Normalformen (2,3) Kombinatorische Schaltungen (4) Programmierbare Strukturen (5) Automaten, Sequentielle Schaltungen (6-9) Rechneraufbau und funktion (11,12) Informationskodierung (13,14) H.-D. Wuttke `

11 Begriff digitales Signal Wert- und Zeit-kontinuierlich Wert- diskret und Zeit-kontinuierlich analog quantisiert Wert-kontinuierlich und Zeit-diskret Wert - und Zeit-diskret abgetastet digital H.-D. Wuttke `

12 Begriff digitales System System, welches digitale Signale verarbeitet: Abtastung: zeitdiskret + wertdiskret d.h. nur bestimmte Werte zu bestimmten Zeitpunkten sind definiert Zeitpunkte: 0,1,2,3,4,5,6,7,8 Werte 7,8,4,3,3,4,3,1,1 Gegenteil: kontinuierliches bzw. analoges Signal (jederzeit genauer Wert bestimmbar) y = x(t) H.-D. Wuttke `

13 1. Mathematische Grundlagen Zahlensysteme Hornerschema Aussagen Zusammengesetzte Aussagen Prädikate Mengenlehre Begriffsdefinition Mengenoperationen H.-D. Wuttke `

14 Zahlensysteme Römische Zahlen 106 = => CVI => 3 Stellen?? Stellenwertsystem? Nein, keine 0 unterschiedliche Ziffern für 1 (I), 10 (X), 100 (L), 1000 (M) Links kleinere Zahl => Subtraktion!! MCDXIV = 1000+( )+10+(-1+5) = 1414 H.-D. Wuttke `

15 Zahlensysteme Übersicht H.-D. Wuttke `

16 Zahlensysteme Übersicht H.-D. Wuttke `

17 Zahlensysteme Diskrete Werte => Zahlenwerte Zahlensysteme => Stellenwertsysteme Zahlenwert= Summe aller Produkte (Ziffer*Stellenwert) Stellenwert = Basis (10) hoch Stelle Dezimalziffern: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 123= 1*100+2*10+3*1= 1* * *10 0 Dualziffern: 0,1 Basis: 10 (Zahl 2 im Dualsystem) 101= 1*100+0*10+1*1= 1* * *10 0 Hexadezimalziff.: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F Basis: 10 ( Zahl 16 im Hexadezimalsystem) 3AF= 3*100+A*10+F*1= 3*10 2 +A*10 1 +F*10 0 H.-D. Wuttke `

18 Zahlensysteme Zahlenwert der Dualzahl : Berechnung im Dezimalsystem: 0*128+1*64+1*32+0*16+1*8 +0*4 +1*2 +0*1 =106 bzw. 0*2 7 +1*2 6 +1*2 5 +0* *2 3 +0*2 2 +1*2 1 +0*2 0 =106 Wandlung in andere Zahlensysteme: 6AH je 4Bit je 3Bit Hexadezimalzahl Dualzahl Oktalzahl Stellen wert 6*16+10*1 1*64+5*8+2*1 106 Dezimalzahl H.-D. Wuttke `

19 Zahlensysteme Übersicht Name Basis Ziffern Beispiel Basis dezimal Binär/Dual 10 0; , Oktal 10 0;1; ;7 31,66 8 Dezimal 10 0;1; ;9 25, Hexadezimal 10 0;1; ;9;A;B; ;F 19,D8 16 Römisch 10???? MCDXIV ja ;-) Umwandlung von Zahlensystemen mittels Hornerschema (Division durch Stellenwert) H.-D. Wuttke `

20 Mathematische Grundlagen Aussage Satz zur Beschreibung eines Sachverhalts besitzt Wahrheitswert wahr (w) oder falsch (f) kein Wahrheitswert keine Aussage H.-D. Wuttke `

21 Verweis auf Arbeitsblätter (Seite 35) Aussagen H.-D. Wuttke `

22 Mathematische Grundlagen Zusammengesetzte Aussage gebildet mithilfe aussagenlogischer Ausdrücke: Wahrheitswerte w, f Aussagenvariable A, B, Syntax: Negation Ᾱ nicht Konjunktion A Λ B und Disjunktion A V B oder Äquivalenz A B genau dann, wenn Implikation A B wenn A, dann B H.-D. Wuttke `

23 Mathematische Grundlagen Zusammengesetzte Aussage Beispiel: Aussage A: Auto fährt w, f Aussage B: Auto bremst Zusammengesetzte Aussage: Disjunktion A v B oder Auto ist funktionstüchtig, wenn A v B? wahr auch bei blockierender Bremse!! Achtung: andere Semantik von oder in der Logik!!! H.-D. Wuttke `

24 Mathematische Grundlagen Aussagen => Prädikate Aussage = Individuum x + Prädikat p Prädikat: Eigenschaft p Abhängige Aussage:p(x) abhängig von Individuum x wahr oder falsch H.-D. Wuttke `

25 Mathematische Grundlagen Prädikate => Aussagen Quantisierung von Individuum x Allquantor x: für alle x gilt Existenzquantor Ǝx: es existiert ein x Resultat: x ist quantisiert: w, f unabhängig von x Aussage x (p(x)) Ǝx (p(x)) H.-D. Wuttke `

26 Mengendefinition Mathematische Grundlagen Menge mithilfe von Aussagen b (bϵb p(b)) mithilfe von Prädikaten B = {b I p(b)} durch Aufzählung ihrer Elemente B = {b 0, b 1, b 2 } H.-D. Wuttke `

27 Mathematische Grundlagen Menge Mächtigkeit Die leere Menge Teilmenge (B von C) B B C geordnete Mengen (Tupel) [ b1, b0 ] Mengenoperationen: Komplement /, Schnitt, Vereinigung Mengenprodukt B x C Ergebnis: Menge von Tupeln H.-D. Wuttke `

28 Mathematische Grundlagen Menge (Arbeitsblätter) H.-D. Wuttke `

29 Venn-Diagramme zur Verdeutlichung H.-D. Wuttke `

30 Soviel für heute Empfehlung zur Nacharbeitung: Arbeitsblätter Mathematische Grundlagen Internet Buch Schaltsysteme Kapitel 2 H.-D. Wuttke `