Technische Grundlagen der Informatik 1

Die Vorlesung gibt eine Einführung in den prinzipiellen Aufbau und die Wirkungsweise von elektronischen Rechnern. Zunächst wird hierzu auf Basis der Booleschen Algebra in logische Gatter und deren prinzipielle technologische Realisierung mit Transistoren eingeführt. Darauf aufbauend werden wichtige Schaltnetze wie Addierer, Multiplexer oder Kodierer/Decodierer behandelt sowie nach Einführung von Flipflops als grundlegende Speicherelemente wichtige Schaltwerke wie Schieberegister, Zähler oder Speicherwerke. Aus diesen Komponenten werden dann der Aufbau und die Funktion eines von-Neumann-Rechners abgeleitet und grundlegende Prozessorarchitekturen diskutiert. Als konkretes reales Beispiel dient der Mikrocontroller ATmega und dessen Programmierung in Assembler.  Dabei werden in heutigen Prozessoren übliche Techniken wie Adressierungsarten, Unterprogrammaufrufe oder Interrupts allgemein und exemplarisch behandelt. Einen besonderen Schwerpunkt bilden die Ein/Ausgabeprogrammierung über parallele und serielle Schnittstellen sowie Analog/Digital-Wandler.

Die Inhalte werden sowohl anhand theoretischer Übungsaufgaben als auch praktischer Laborversuche vertieft.

• Floyd, T. L.:
  Digital Fundamentals.
  Pearson Education 2014
  ISBN 978-1-29202-562-9
  
  
• Mano, M. M.; Kime, C. R.:
  Logic and Computer Design Fundamentals.
  Pearson Prentice Hall, Upper Saddle River 2015
  ISBN 978-0133760637
  
  
• Schiffmann, W.; Schmitz, R.:
  Technische Informatik 1 – Grundlagen der digitalen Elektronik.
  Springer-Verlag, Berlin 2004
  3-540-40418-X
  
  
• Schiffmann, W.; Schmitz, R.:
  Technische Informatik 2 – Grundlagen der Computertechnik.
  Springer-Verlag, Berlin 2005
  ISBN 3-5404-3854-8
  
  
• Ungerer, T.; Brinkschulte, U.:
  Mikrocontroller und Mikroprozessoren.
  Springer-Verlag, Berlin 2010
  ISBN 978-3642053979