| Vorwort | 6 |
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| Inhaltsverzeichnis | 8 |
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| 1 Einführung | 14 |
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| 1.1 Was ist technische Informatik? | 14 |
| 1.2 Vom Abakus zum Supercomputer | 16 |
| 1.3 Wohin geht die Reise? | 33 |
| 2 Halbleitertechnik | 36 |
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| 2.1 Halbleiter | 37 |
| 2.1.1 Atommodell von Bohr | 37 |
| 2.1.2 Reine Halbleiter | 40 |
| 2.1.3 Dotierte Halbleiter | 42 |
| 2.2 Integrierte Schaltelemente | 44 |
| 2.2.1 Halbleiterdioden | 44 |
| 2.2.2 Bipolartransistoren | 45 |
| 2.2.3 Feldeffekttransistoren | 49 |
| 2.3 Chip-Fertigung | 54 |
| 2.3.1 Produktion integrierter Schaltkreise | 54 |
| 2.3.2 Integrationsdichte | 60 |
| 2.4 Übungsaufgaben | 61 |
| 3 Zahlendarstellung und Codes | 62 |
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| 3.1 Zahlensysteme | 63 |
| 3.2 Rechnerinterne Zahlenformate | 71 |
| 3.2.1 Darstellung natürlicher Zahlen | 71 |
| 3.2.2 Darstellung rationaler Zahlen | 77 |
| 3.3 Zahlencodes | 84 |
| 3.3.1 Tetraden-Codes | 84 |
| 3.3.2 Fehlererkennende Codes | 88 |
| 3.4 Zeichencodes | 90 |
| 3.4.1 ASCII-Code | 90 |
| 3.4.2 ISO 8859 | 92 |
| 3.4.3 Unicode | 93 |
| 3.5 Übungsaufgaben | 97 |
| 4 Boolesche Algebra | 102 |
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| 4.1 Axiomatisierung nach Huntington | 103 |
| 4.1.1 Mengenalgebra | 104 |
| 4.1.2 Schaltalgebra | 106 |
| 4.2 Boolesche Ausdrücke und Aussagen | 108 |
| 4.2.1 Abgeleitete Operatoren | 110 |
| 4.2.2 Erfüllbarkeit und Äquivalenz | 113 |
| 4.2.3 Strukturelle Induktion | 115 |
| 4.2.4 Dualitätsprinzip | 118 |
| 4.3 Rechnen in booleschen Algebren | 122 |
| 4.3.1 Abgeleitete Umformungsregeln | 122 |
| 4.3.2 Vereinfachung boolescher Ausdrücke | 124 |
| 4.3.3 Vollständige Operatorensysteme | 130 |
| 4.4 Normalformdarstellungen | 132 |
| 4.4.1 Konjunktive und disjunktive Normalform | 132 |
| 4.4.2 Reed-Muller-Normalform | 135 |
| 4.4.3 Binäre Entscheidungsdiagramme | 137 |
| 4.5 Übungsaufgaben | 146 |
| 5 Schaltnetze | 152 |
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| 5.1 Grundlagen der Digitaltechnik | 153 |
| 5.1.1 Schaltkreisfamilien | 153 |
| 5.1.2 MOS-Schaltungstechnik | 158 |
| 5.1.3 Lastfaktoren | 168 |
| 5.2 Schaltungssynthese | 169 |
| 5.2.1 Zweistufige Schaltungssynthese | 170 |
| 5.2.2 BDD-basierte Schaltungssynthese | 171 |
| 5.2.3 FDD-basierte Schaltungssynthese | 172 |
| 5.3 Formelsynthese | 174 |
| 5.3.1 Funktionale Formelsynthese | 174 |
| 5.3.2 Relationale Formelsynthese | 176 |
| 5.3.3 Definitorische Formelsynthese | 177 |
| 5.4 Komplexitätsanalyse | 180 |
| 5.5 Zeitverhalten digitaler Schaltungen | 182 |
| 5.5.1 Signalausbreitung und -verzögerung | 182 |
| 5.5.2 Störimpulse | 184 |
| 5.6 Übungsaufgaben | 189 |
| 6 Minimierung | 194 |
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| 6.1 Minimierungsziele | 195 |
| 6.2 Karnaugh-Veitch-Diagramme | 199 |
| 6.2.1 Minimierung partiell definierter Funktionen | 203 |
| 6.2.2 Konstruktion Hazard-freier Schaltungen | 207 |
| 6.2.3 Minimierung mehrstelliger Funktionen | 209 |
| 6.3 Quine-McCluskey-Verfahren | 211 |
| 6.4 Übungsaufgaben | 216 |
| 7 Standardschaltnetze | 220 |
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| 7.1 Motivation | 221 |
| 7.2 Multiplexer und Demultiplexer | 221 |
| 7.3 Komparatoren | 228 |
| 7.4 Präfix-Logik | 230 |
| 7.5 Addierer | 233 |
| 7.5.1 Halb- und Volladdierer | 233 |
| 7.5.2 Carry-ripple-Addierer | 235 |
| 7.5.3 Carry-look-ahead-Addierer | 236 |
| 7.5.4 Präfix-Addierer | 239 |
| 7.5.5 Carry-save-Addierer | 241 |
| 7.6 Inkrementierer | 244 |
| 7.7 Subtrahierer | 245 |
| 7.8 Multiplizierer | 246 |
| 7.8.1 Matrixmultiplizierer | 247 |
| 7.8
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