Technische Informatik

Technische Informatik

• Zahlsysteme mit Basis 2, 4, 8 und 16; Umrechnungen von einem System in ein anderes (auch Dezimalsystem)

• Computerzahlen

  1. vorzeichenlose Ganzzahlen

  2. Ganzzahlen mit Vorzeichen; Vergleich verschiedener Codierungen: Vorzeichen-Betrag, Einer- und Zweierkomplement Addition und Subtraktion von Ganzzahlen mit Vorzeichen, die im Zweierkomplement codiert sind

  3. BCD-Code; Addition und Subtraktion mit BCD-codierten Zahlen - Gleit- und Festkommazahlen

 

• Informationsbegriff von Shannon

  1. Alphabet A / Zeichen a aus A / Wort w über A / Sprache S über A (als Menge von Wörtern über A)

  2. Definition des Informationsgehaltes eines Zeichen a aus A über die Häufigkeit p(a) des Zeichens a

  3. Code als eindeutige Abbildung eines Alphabetes A auf Wörter eines Alphabetes B

  4. mittlerer Informationsgehalt und mittlere Wortlänge eines Codes

  5. Güte eines Codes; Shannon-Fano- und Huffman-Code

  6. Hamming-Code

  7. arithmetisches Codieren; Polynom-Codes

• Wiederholung: formale (Aussagen-)Logik

  1. Rechenregeln für äquivalente Umformungen boolescher Ausdrücke

  2. Max- und Minterme

  3. Normalformen

• Schaltnetze

  1.  die ein- und zweistelligen Booleschen Funktionen; Grundgatter 

  2.  Lösen von elementaren Anwendungsaufgaben durch Konstruktion eines Schaltnetzes (Tetradenerkenner, Halb- und Volladdierer, BCD-Addierer, 7-Segmentanzeige etc.)

  3.  KV-Diagramme

• Schaltwerke

  1. Grund-Flipflops als elementare Schaltwerke 

  2. Lösen von elementaren Anwendungsaufgaben durch Konstruktion eines Schaltwerkes (taktgesteuerte Ampel, Zähler, Schieberegister etc.)

  3. Schrittfolge: endlicher Automat --> Codierung der Zustände --> Zustands-Überführungstabelle --> minimale Terme für die neuen Zustände und Ausgangsvariablen (KV-Diagramme) --> Schaltung

  4. Einsatz von Simulationssoftware 

• von Neumann-Modell

  1. Fetch-Execute-Cycle

  2. maschinennahe Programmierung (als Simulation und mit Atari800)

 

Ralf Dorn, Fachleiter Informatik