Angewandte Informatik

Im renommierten, bundesweiten CHE-Ranking der Zeit 2021 erneut mit „sehr gut“ bewertet

Modulhandbuch

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Technische Informatik

Empfohlene Vorkenntnisse

Modul "Grundlagen der Elektronik"

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen
  • Grundstruktur und Funktionen der Komponenten eines Computers verstehen;
  • Grundlagen der Transistorelektronik sowie die Spezifik des Schalterbetriebs verstehen;
  • Kombinatorische Schaltungen verstehen, entwerfen, umformen und minimieren können;
  • Spezifik und Wesen sequentieller Schaltungen erkennen und verstehen;
  • Grundregeln zum Entwurf von digitalen Schaltungen anwenden können;
  • Digitale Schaltungen hinsichtlich Zeitverhaltens beschreiben, den kritischen Pfad erkennen und bezüglich des Zeit und Lastverhalten bewerten zu können;
  • Fähigkeit zum Entwurf einfacher synchroner Schaltwerke wie Zähler und Zustandsautomaten mit systematischen Methoden entwickeln.
Dauer 1
SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90
Workload 150
ECTS 5.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Modulprüfung für "Technische Informatik" (K60)
"Praktikum Technische Informatik" muss "m.E." attestiert sein

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. rer. nat. Tobias Lauer

Max. Teilnehmer 41
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Angewandte Informatik (Bachelor)

Veranstaltungen

Technische Informatik

Art Vorlesung
Nr. EMI109
SWS 4.0
Lerninhalt

Die Gliederung der Vorlesung folgt einer strukturierten Betrachtung eines Computersystems. Dabei sind die wesentlichen Ebenen die Hauptkapitel des Vorlesungsstoffes, wobei die Reihenfolge Rücksicht auf das zugehörige Labor nimmt.

Maschinenbefehlsebene:

  • Computergrundstruktur und funktionelle Ebenen,
  • ZVE, Befehlsstruktur und -abarbeitung, Unterbrechungssystem, E/A-System.


Ebene der Bauelemente und Grundschaltungen:

  • Elektrotechnische/elektronische Grundlagen (Ladung, Felder, Spannung, Strom, passive Bauelemente, Wechselstromlehre, Leistung und Energie),
  • Physikalische Grundlagen der Mikroelektronik,
  • Wirkprinzipien der Bipolar- und Feldeffekttransistoren,
  • Transistoren als Schalter,
  • Transistor-Grundschaltungen und spezielle Technologielinien (TTL, CMOS, ECL),
  • Logische Pegel, Kenngrößen und Zeitverhalten bei Schaltvorgängen,
  • Schaltalgebra, Boolesche Funktionen und Rechenregeln,
  • Normalformen, Grundeigenschaften von Schaltnetzen und Schaltwerken,
  • Minimierung von Schaltnetzen mit graphischen und rechnerischen Verfahren,
  • Kombinatorische Netze, statische Logik,
  • Kombinatorische Grundschaltungen (Tor, Knoten, Codewandler, Multiplexeinheiten),
  • Arithmetische Schaltungen (Addierer, Subtrahierer, Multiplizierer, Dividierer),
  • Arithmetisch-logische Einheiten,
  • Sequentielle Schaltungen (Flip-Flop, Register, Teiler, Zähler),
  • Speicherschaltkreise, Speicherarchitekturen, komplexe Logikstrukturen,
  • Dynamische Kenngrößen, Zeitverhalten, kritischer Pfad, Taktfrequenz, Stabilität, Hasards,
  • Grundelemente von Zustandsautomaten und ihr systematischer Entwurf, Zustandsdiagramm,
  • Medwedjew-Automat, Moore-Automat, Mealey-Automat.

Steuerungsebene:

  • Steuer- und Verarbeitungswerke,
  • Festverdrahtete Steuerung,
  • Mikroprogrammsteuerung.


Programmierungsebene:

  • Abstraktions- und Sprachebenen,
  • Assemblerprogrammierung der i80X86 (Übersicht).

 

Literatur

Elschner, H.; Möschwitzer, A.: Einführung in die Elektrotechnik-Elektronik; Verlag Technik Berlin 1985

Schildt, G.-H., Redlein, A., Kahn, D., Einführung in die Technische Informatik, Vienna, Springer Verlag, 2005

Kainka B., Bernstein H., Grundwissen Elektronik, Poing, Franzis Verlag, 2011

Schneider, U., Disterer G., Taschenbuch der Informatik, 7. Auflage, München, Fachbuchverlag Leipzig, 2012

Praktikum Technische Informatik

Art Labor/Studio
Nr. EMI160
SWS 1.0
Lerninhalt

Es sind drei Versuche in einer 2er-Gruppe durchzuführen:

1. Transistor als Schalter, zeitunkritische Schaltungen, Basisgatter, PC- Simulation von Gattern
2. Zeitabhängige Schaltungen, Zähler und arithmetische Operation
3. Wandler, Datenübertragung, Schieberegister

Literatur

Hoffmann, D. W., Grundlagen der Technischen Informatik, 4. Auflage, Hanser, 2014

Heinemann, R., PSPICE : Einführung in die Elektroniksimulation, 7. Auflage, Hanser, 2011

 

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