Technische Informatik

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Definition Technische Informatik	Technische Informatik ist die Wissenschaft und Technologie vom Design, der Konstruktion, der Herstellung und der Instandhaltung von Hardwarekomponenten der digitalen Datenverarbeitung sowie der Software, die auf Eigenschaften dieser Hardwarekomponenten Bezog nimmt.
Definition Persönlicher Rechner	PC sind programmierbare elektronische Rechenmaschinen für einen Nutzer an einem festen Ort. Ein PC nutzt mindestens einen Prozessor. PCs werden einerseits durch Modularität, Erweiterbarkeit und standardisierte Schnittstellen andererseits durch Bildschirm und Tastatur gekennzeichnet. Vorgänger des PC waren Bürorechner.
Definition Elektronisches Rechnen	ist die automatische Abarbeitung von Algorithmen mit Hilfe von programmierbaren Halbleiterschaltungen.
Definition Programmierbarkeit	ist die Eigenschaft einer Rechenmaschine verschiedene Algorithmen zumindest nacheinander abarbeiten zu können. Die Auswahl der auf der Maschine lauffähigen Algorithmen kann beschränkt sein. Jedoch muss die Maschine Algorithmen akzeptieren, die bei ihrem Bau nicht bekannt waren.
Definition Prozessoren	sind das zentrale Bauelement zur Programmabarbeitung eines Computers. Sie lesen eine Sequenz von Instruktionen interpretieren sie, laden Operanden, verarbeiten diese und schreiben die Ergebnisse zurück. Diese Einzelschritte werden wiederholt, bis das Programm terminiert.
Vorteile Prozessor	Gute Verfügbarkeit Leicht zu programmieren
Nachteile Prozessor	Schlechte Skalierbarkeit
Vorteile Datenflussmaschine	Skaliert in: Rechenleistung Parallelität Ein- und Ausgabe
Nachteile Datenflussmaschine	kompliziert zu programmieren
Definition Speicher	sind Baugruppen der Technischen Informatik, in denen Daten abgelegt und unverändert wieder abgerufen werden können. Man unterscheidet Speicher nach der Methode des Schreibens und des lesenden Zugriffs, sowie nach der Technologie der einzelnen Speicherzellen.
Definition BUS	-binary unit system- ist eine Verbindung zwischen mehreren Teilnehmern zum Zwecke des Datenaustausches. Das schließt nicht nur die physikalische Implementierung sondern auch Protokolle für die Datenübertragung und die Aufteilung der Nutzungsrechte zwischen den Teilnehmern ein.
Prinzip eines Prozessors	Gebe den Text hier ein... Image: Mobile Uploads (image/jpeg)
Definition Rechnerarschitektur	-computer architecture- ist das Teilgebiet der Technischen Informatik, das sich mit der Beschreibung eines Rechner aus vorgefertigten Bausteinen und der Beschreibung der Verbindung dieser Bausteine beschäftigt.
Bestandteile eines PC	Gebe den Text hier ein... Image: Mobile Uploads (image/jpeg)
Vorteil von-Neumann-Architektur	Einfacher Aufbau
Nachteil von-Neumann-Architektur	Busteilnehmer (besonders Speicher) haben Abhängigkeiten hinsichlich Bitbreite und Geschwindigkeit.
Vorteil Harvard-Architektur	Schnell (liest Operanden und Instruktionen gleichzeitig) Verschiedene Speicher integrierbar
Nachteil Harvard-Architektur	Speicher sind fragmentiert Komplizierte Softwareerstellung
von-Neumann-Architektur	Gebe den Text hier ein... Image: Mobile Uploads (image/jpeg)
Harvard-Architektur	Gebe den Text hier ein... Image: Mobile Uploads (image/jpeg)
Definition Massenspeicher	-mass storage- sind technische Einrichtungen, auf denen große Mengen Daten dauerhaft abgelegt werden. Der Zugriff auf die Daten erfolgt blockweise.
Vorteil Festplatte	Großer Speicher Langer Datenerhalt Sehr oft beschreibbar
Nachteil Festplatte	Nur mittlere Geschwindigkeit Empfindlich gegen Staub und Vibration
Vorteil SSD	Schnell Unempfindlich gegen Staub und Vibration
Nachteil SSD	Altern beim Schreiben Teuer Empfindlich gegen Strahlungsenergie
Vorteil Optischer Speicher	Preiswert Kopiergeschützt
Nachteil Optischer Speicher	Wenig/Nicht beschreibbar Empfindlich gegen Staub und Kratzer
Speicherhierarchie	Gebe den Text hier ein... Image: Mobile Uploads (image/jpeg)
Definiton Dynamik	ist die stetige Weiterentwicklung und das Wachstum bezogen auf technische Entwicklung. Sie kennzeichnet das zeitliche Verhalten eines Systems und begrenztem überproportionalem Wachstum. Dynamische Prozesse enden durch Ressourcenknappheit oder äußere Einflüsse.
Moores Gesetz	in ca. 18 Monaten verdoppeln sich die Schaltkreiskomponenten bei gleichen Kosten.
Geschichte Schickard	1623 Mechanische Rechenmaschine mit Addition und Subtraktion
Geschichte Leibnitz	1690 Rechenmaschine mit 4 Grundrechenarten und Dualsystem
Geschichte Babbage	1822 Modell einer programmierbaren Rechenmaschine
Geschichte Lovelance	1843 Entwurf eines Programms für Babbages Rechenmaschine
Geschichte Turing	1936 Turingmaschine
Geschichte Zuse	1941 Funktionsfähiger frei programmierbarer Computer (Z3)
Geschichte Moore	1968 Prozessor (Gründung von Intel)
Geschichte Jobs	Homecomputer, Smartphone (Gründung von Apple)
Geschichte George Boole	1854 Erfindung der boolschen Algebra
Geschichte Antikythera	205 v. Chr. Mechanismus von Antikythera, erster mechanischer Kalender
Definition Synthese	In der Logik im Gegensatz zur Analyse das Verfahren, ein Zusammengesetzes, sei dies ein einzelner Begriff oder der gesamte Inhalt einer Wissenschaft, durch logische Verknüpfung seiner einfachen Elemente abzuleiten.
Definition Kanonische Disjuktive Normalform (KDNF)	heißt die Darstellung einer Schaltfunktion aus ihren nach Indizes geordneten disjunktiv (OR) erknüpften Minterme - es werden nur die 1er betrachtet-
Definition Kanonische Konjunktive Normalform (KKNF)	heißt die Darstellung einer Schaltfunktion aus ihren Indizes geordneten konjunktiv (AND) verknüpften Maxtermen ebenfalls werden die Indizes neiert. -es werden nur die 0er betrachtet-
Absortbtionsgesetz	(a^b)v(a^/b)=a (avb)^(av/b)=a
Eliminationsgesetz	a^0=0 av1=1
Idempotenzgesetz	a ^ a = a a v a = a
Definition Logikgatter	-gate- oder auch Gatter, sind die technische Realisierung einer abgeleiteten Operation mit Hilfe von integrierten Halbleiterschaltungen. Ein Logikgatter kann ein separater integrierter Schaltkreis oder nur Teil eines solchen sein. Nicht alle abgeleiteten Operationen sind als technische Realisierung sinnvoll.
Definition Kombinatorische Schaltnetze	-switching functions- sind die technische Realisierung einer Funktion der Schaltalgebra mit Hilfe von Logikgattern. Solche Schaltungen sind frei von Rückkopplungen.
Elementare Schaltfunktionen	Gebe den Text hier ein... Image: Mobile Uploads (image/jpeg)
Übersicht der Logikgatter	Gebe den Text hier ein... Image: Mobile Uploads (image/jpeg)
I2C Schaltung	Gebe den Text hier ein... Image: Mobile Uploads (image/jpeg)
SPI Schaltung	Gebe den Text hier ein... Image: Mobile Uploads (image/jpeg)
S/R FlipFlop	Set/Reset FlipFlop 0->0 Set: 0 Reset:X 0->1 Set: 1 Reset:0 1->0 Set:0 Reset: 1 1->1 Set:X Reset: 0
J/K FlipFlop	Jump/Kill FlipFlop 0->0 Jump: 0 Kill: X 0->1 Jump: 1 Kill: X 1->0 Jump: X Kill: 1 1->1 Jump: X Kill: 0
D FlipFlop	Data FlipFlop 0->0 Data: 0 0->1 Data: 1 1->0 Data: 0 1->1 Data: 1
T FlipFlop	Toggle FlipFlop 0->0 Toggle: 0 0->1 Toggle: 1 1->0 Toggle: 1 1->1 Toggle: 0
Unterschied Mealy und Moore Automaten	Mealy: Den Kanten zugeordnet Moore: Den Knoten zugeordnet

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