Taschenbuch der Informatik | Band I: Grundlagen der technischen Informatik | ISBN 9783642655845

Taschenbuch der Informatik

Band I: Grundlagen der technischen Informatik

herausgegeben von Karl Steinbuch und W. Weber
Mitwirkende
Herausgegeben vonKarl Steinbuch
RedaktionT. Heinemann
Herausgegeben vonW. Weber
Buchcover Taschenbuch der Informatik  | EAN 9783642655845 | ISBN 3-642-65584-X | ISBN 978-3-642-65584-5

Taschenbuch der Informatik

Band I: Grundlagen der technischen Informatik

herausgegeben von Karl Steinbuch und W. Weber
Mitwirkende
Herausgegeben vonKarl Steinbuch
RedaktionT. Heinemann
Herausgegeben vonW. Weber

Inhaltsverzeichnis

  • 1. Allgemeine Grundlagen.
  • 1.1 Geschichtliche Entwicklung.
  • 1.1.1 Erste Anfänge.
  • 1.1.2 Mechanische Rechenmaschinen.
  • 1.1.3 Beginn der Elektromechanik.
  • 1.1.3.1 Lochkartenmaschinen.
  • 1.1.3.2 Relaisrechner.
  • 1.1.3.3 Analogrechner.
  • 1.1.4 Elektronische Rechenautomaten.
  • 1.1.4.1 Übersicht.
  • 1.1.4.2 Röhrentechnik.
  • 1.1.4.3 Erster Einsatz in der Privatwirtschaft.
  • 1.1.4.4 Transistortechnik und Beginn der deutschen Fertigung.
  • 1.1.4.5 Kleinrechner.
  • 1.1.4.6 Elektronische Tischrechenmaschinen.
  • 1.1.5 Datenverarbeitungs-Anlagen.
  • 1.1.5.1 Speichertechnik.
  • 1.1.5.2 Eingabetechnik.
  • 1.1.5.3 Ergebnis-Ausgabe.
  • 1.1.6 Erste und wichtigste Anwendung datenverarbeitender Anlagen.
  • 1.1.7 Digitale Integrieranlagen.
  • Literatur.
  • 1.1.8 Entwicklungsprognosen.
  • 1.1.8.1 Schaltkreise.
  • 1.1.8.2 Speichertechnik.
  • 1.1.8.3 Neue Technologien.
  • 1.1.8.4 Ein-Ausgabe.
  • 1.1.8.5 Programmierung.
  • 1.1.8.6 Rechnerorganisation.
  • 1.2 Normen und Begriffe der Nachrichtenverarbeitung.
  • 1.2.1 Normen.
  • 1.2.2 Begriffe.
  • 1.3 Theorie elektrischer Schaltvorgänge.
  • 1.3.1 Schaltvorgänge in linearen zeitlich konstanten Netzwerken.
  • 1.3.1.1 Die Laplace-Transformation.
  • 1.3.1.2 Beispiel für die Berechnung eines Einschwingvorganges.
  • 1.3.1.3 Weitere Beispiele für die Einschwingvorgänge von Netzwerken.
  • 1.3.1.4 Berechnung des Einschwingvorganges aus der Übertragungsfunktion.
  • 1.3.1.5 Bemerkungen zur numerischen Berechnung von Schaltvorgängen in linearen Systemen.
  • 1.3.1.6 Zur Synthese von Systemen mit vorgeschriebenem Zeitverhalten.
  • 1.3.2 Schaltvorgänge in nichtlinearen Netzwerken.
  • 1.4 Regelungstechnik.
  • 1.4.1 Steuerung und Regelung, Grundbegriffe.
  • 1.4.2 Das Zeitverhalten von Regelstrecken; Kennwerte.
  • 1.4.3 Stetig wirkender Regler.
  • 1.4.4 Der Regelkreis; Stabilitätsprüfung und Analyse im Zeitbereich.
  • 1.4.5 Die Frequenzgang-Methode. Frequenz-Kennlinien und Bode-Diagramm.
  • 1.4.6 Zusammengesetzte Regelkreise.
  • 1.4.7 Synthese mit Hilfe der Übertragungsfunktion.
  • 1.4.8 Nichtlineare Systeme.
  • 1.4.8.1 Regelkreise mit Schaltern und Begrenzungen.
  • 1.4.8.2 Parameterempfindlichkeit und Parametersteuerung.
  • 1.4.9 Selbsteinstellende Systeme.
  • 1.4.10 Stochastische Signale.
  • 1.5 Digitale Systeme in Regelkreisen.
  • 1.5.1 Einleitung.
  • 1.5.2 Theorie der Abtastung.
  • 1.5.3 Glättung.
  • 1.5.4 Ketten und Schleifen von Netzwerken mit Schaltern.
  • 1.5.5 Die Z-Transformation.
  • 1.5.6 Der Digitalrechner als Glied eines Regelkreises.
  • 1.6 Zuverlässigkeit von Bauelementen, Schaltungen und Systemen.
  • 1.6.1 Technische Zuverlässigkeit — Allgemeines und Begriffe.
  • 1.6.1.1 Allgemeines.
  • 1.6.1.2 Der Begriff Zuverlässigkeit.
  • 1.6.1.3 Zuverlässigkeitsangaben.
  • 1.6.1.4 Änderung und Ausfall.
  • 1.6.2 Zuverlässigkeitskenngrößen mit Attributivcharakter-Lebensdauerverteilungen.
  • 1.6.2.1 Überlebenswahrscheinlichkeit, Ausfallwahrscheinlichkeit.
  • 1.6.2.2 Ausfallrate.
  • 1.6.2.3 Der p-Faktor.
  • 1.6.2.4 Lebensdauerverteilungen.
  • 1.6.3 Zuverlässigkeitskenngrößen mit Variablencharakter.
  • 1.6.3.1 Erwartungswert, Momente, Mittelwert und Standardabweichung.
  • 1.6.3.2 Änderungsquotienten.
  • 1.6.3.3 Korrelationskoeffizient.
  • 1.6.4 Zuverlässigkeitsnachweis.
  • 1.6.4.1 Attribut-Prüfung.
  • 1.6.4.2 Variablen-Prüfung.
  • 1.6.4.3 Maßnahmen zur Sicherung der Bauelementezuverlässigkeit.
  • 1.6.5 Zuverlässigkeit von Schaltungen und Systemen.
  • 1.6.5.1 Überlebenswahrscheinlichkeit und mittlerer Ausfallabstand bei mehreren funktionsbeteiligten Bauelementen.
  • 1.6.5.2 Schaltungsmaßnahmen zur Zuverlässigkeitserhöhung.
  • 1.6.5.3 Zuverlässigkeitserhöhung durch Verwendung nützlicher Redundanz.
  • 1.6.5.4 Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit redundanter Schaltungen mit Reparatur.
  • 2. Bauelemente.
  • 2.1 Miniaturisierung von Bauelementen.
  • 2.1.1 Monolithische Halbleiterschaltungen.
  • 2.1.1.1 Planartechnik.
  • 2.1.1.2 Isolierung.
  • 2.1.1.3 Bauelemente in monolithischer Bauweise.
  • 2.1.1.4 Masken für Halbleiterschaltungen.
  • 2.1.1.5 Montageverfahren.
  • 2.1.1.6 Bauelementedichte, Integrationsgrad: SSI, MSI, LSI.
  • 2.1.1.7 Ionenimplantation; Mikrostrukturen mit Elektronenstrahlen.
  • 2.1.2 Schichtschaltungen.
  • 2.1.2.1 Dickschichtschaltungen.
  • 2.1.2.2 Dünnschichtschaltungen.
  • 2.1.2.3 Hybridschaltungen.
  • 2.2 Diskrete Halbleiterbauelemente.
  • 2.2.1 Allgemeines.
  • 2.2.2 PN-Übergang.
  • 2.2.3 Halbleiterdioden.
  • 2.2.4 Bipolare Transistoren.
  • 2.2.5 Feldeffekt-Transistoren.
  • 2.2.6 Einige Sonderformen von Halbleiter-Bauelementen.
  • 2.2.7 Bemerkungen zu Fragen der Grenzbelastungen, der Lebensdauer und der Exemplarstreuungen.
  • 2.2.8 Einige physikalische Grundlagen.
  • 2.3 Magnetische Bauelemente.
  • 2.3.1 Übersicht.
  • 2.3.1.1 Übersicht über die Funktionen.
  • 2.3.1.2 Übersicht über Werkstoffe, Bauformen und Technologien.
  • 2.3.2 Funktionsweisen und Anforderungen.
  • 2.3.2.1 Lineare Übertrager.
  • 2.3.2.2 Speicher-, Schalt- und Logik-Elemente.
  • 2.3.3 Physikalische Grundlagen.
  • 2.3.3.1 Hystereseschleife, dynamische Magnetisierungsvorgänge.
  • 2.3.3.2 Werkstoffe und Technologien.
  • 2.3.4 Begriffsbestimmungen, Prüfbedingungen und Kenndaten.
  • 2.3.4.1 Lineare Übertragerkerne.
  • 2.3.4.2 Ringkerne für Stromkoinzidenzspeicher.
  • 2.3.4.3 Ringkerne für 2-D- und (2½)-D-Speicher.
  • 2.3.4.4 Schaltringkerne.
  • 2.3.4.5 Transfluxoren.
  • 2.3.4.6 Dünnschicht-Speicherelemente in 2-D-Organisation.
  • 2.3.5 Kenndaten handelsüblicher magnetischer Bauelemente.
  • 2.3.5.1 Kerne für lineare Übertrager.
  • 2.3.5.2 Speicher-Ringkerne.
  • 2.3.5.3 Schaltkerne.
  • 2.3.5.4 Transfluxor-Kerne.
  • 2.3.5.5 Magnetdraht für 2-D-Speicher.
  • 3. Digitale Schaltungen, Baugruppen und Wandler.
  • 3.1 Digitale Schaltkreise.
  • 3.1.1 Dioden-Schaltungen.
  • 3.1.2 Transistor-Schaltkreise.
  • 3.1.2.1 Schaltkreise mit passiven Verknüpfungselementen.
  • 3.1.2.2 Schaltkreise mit aktiven Verknüpfungselementen.
  • 3.1.2.3 Ausgangslogik.
  • 3.1.2.4 Bistabile Kippstufen.
  • 3.1.3 Tunneldioden-Schaltkreise.
  • 3.1.4 Integrierte Schaltkreise mit bipolaren Transistoren.
  • 3.1.4.1 Schaltkreise mit gesättigten Transistoren für mittlere Geschwindigkeiten.
  • 3.1.4.2 Schnelle Schaltkreise mit ungesättigten Transistoren.
  • 3.1.4.3 Störungen und störunempfindliche Schaltkreise.
  • 3.1.4.4 Aus Verknüpfungsgliedern zusammengesetzte bistabile Kippstufen.
  • 3.1.4.5 Probleme der Großintegration.
  • 3.1.5 Integrierte Schaltkreise mit MOS-Transistoren.
  • 3.2 Funktionsgruppen von Gleichspannungs-Analogrechnern.
  • 3.2.1 Analogrechner.
  • 3.2.2 Die Rechenelemente und ihre Symbole.
  • 3.2.3 Der Operationsverstärker — Die Realisierung von Rechenoperationen mit dem gegengekoppelten Operationsverstärker.
  • 3.2.4 Der Summerierer.
  • 3.2.5 Der Integrierer.
  • 3.2.6 Beispiele für die Realisierung komplexer Übertragungsmaße.
  • 3.2.7 Die Einstellung der Koeffizienten.
  • 3.2.8 Der Multiplizierer.
  • 3.2.9 Der Funktionsgeber.
  • 3.2.10 Komparatoren und Schalter.
  • 3.3 Wandler in der EDV-Technik.
  • 3.3.1 Mechanisch-elektrische Wandler.
  • 3.3.1.1 Kleinstmotoren.
  • 3.3.1.2 Spezielle Motoren und Generatoren.
  • 3.3.1.3 Geber und Dehnungsmeßstreifen.
  • 3.3.1.4 Elektroakustische Wandler.
  • 3.3.2 Thermisch-elektrische Wandler.
  • 3.3.2.1 Elektrische Wärmeerzeugung.
  • 3.3.2.2 Thermoelektrische Generatoren und Thermoelemente.
  • 3.3.2.3 Thermionische, pyromagnetische und magnetohydrodynamische Generatoren.
  • 3.3.2.4 Peltierelemente.
  • 3.3.2.5 Heißleiter (Thermistor).
  • 3.3.2.6 Kaltleiter.
  • 3.3.3 Magnetisch-elektrische Wandler.
  • 3.3.3.1 Lese-, Schreibköpfe.
  • 3.3.3.2 Leseköpfe für magnetische, maschinell lesbare Zeichen (MICR).
  • 3.3.3.3 Hallelemente.
  • 3.3.3.4 Magnetoresistive Bauelemente.
  • 3.3.4 Elektromagnetisch-elektrische Wandler.
  • 3.3.4.1 Photometrische Maßeinheiten und optische Begriffe.
  • 3.3.4.2 Spezielle Sender für elektromagnetische Strahlung.
  • 3.3.4.3 Modulatoren und Deflektoren für elektromagnetische Strahlung. Elektro-optische Effekte.
  • 3.3.4.4 Spezielle Empfänger für elektromagnetische Strahlung.
  • 3.3.5 Elektromagnetisch-elektromagnetische Wandler.
  • 3.3.5.1 Fluoreszenz und Phosphoreszenz.
  • 3.3.5.2 Laser.
  • 3.3.5.3 Bildwandler.
  • 3.3.5.4 Licht- und Bildverstärkung auf Elektrolumineszenzbasis.
  • 3.3.6 Chemisch-elektrische Wandler.
  • 3.3.7 Korpuskular-elektrische Wandler.
  • 3.4 Fluidiktechnik.
  • 3.4.1 Analoge Bauelemente.
  • 3.4.2 Digitale Bauelemente.
  • 3.4.3 Verknüpfungsschaltungen.
  • 4. Digitale Speicher.
  • 4.1 Übersicht und Begriffe.
  • 4.2 Magnetische Matrizenspeicher.
  • 4.2.1 Ferritspeicher.
  • 4.2.2 Ferritspeicherringkerne.
  • 4.2.3 Speichermatrizen.
  • 4.2.3.1 3-D- oder bitorganisierter Betrieb.
  • 4.2.3.2 2-D- oder wortorganisierter Betrieb.
  • 4.2.3.3 2½-D-Betrieb.
  • 4.2.3.4 Herstellung von Speicherblöcken.
  • 4.2.4 Periphere elektronische und magnetische Schaltkreise.
  • 4.2.4.1 Treibschaltungen und Zuordner.
  • 4.2.4.2 Leseleitung und Leseelektronik.
  • 4.2.5 Schneller Speicherzugriff.
  • 4.2.6 Nichtzerstörendes Lesen.
  • 4.2.7 Integrierte Ferritspeicher.
  • 4.2.8 Ebene magnetische Dünnschichtspeicher.
  • 4.2.9 Magnetdrahtspeicher.
  • 4.3 Laufzeitspeicher.
  • 4.3.1 Elektromagnetische Laufzeitspeicher.
  • 4.3.2 Quecksilberspeicher.
  • 4.3.3 Magnetostriktive Speicher.
  • 4.3.4 Quarzspeicher.
  • 4.4 Assoziative Speicher.
  • 4.4.1 Prinzip und Klassifizierung.
  • 4.4.2 Strukturen assoziativer Speicher.
  • 4.4.3 Technologien für assoziative Speicher.
  • 4.4.4 Anwendungen assoziativer Speicher.
  • 4.5 Festspeicher.
  • 4.5.1 Induktive und kapazitive Festspeicher.
  • 4.5.2 Optische Festspeicher.
  • 4.6 Halbleiterspeicher.
  • 4.6.1 Speicherzellen mit bipolaren Transistoren.
  • 4.6.2 Speicherzellen mit Feldeffekttransistoren.
  • 4.6.3 Sonderformen von Speicherzellen.
  • 4.6.4 Speicherkomponenten.
  • 4.6.5 Anwendungen.
  • 4.7 Holographie.
  • 4.7.1 Grundlagen der Holographie.
  • 4.7.2 Kohärent-optische Analogrechner.
  • 4.7.3 Holographische Speicher.
  • 4.7.4 Synthetische Hologramme.
  • 4.8 Magnetomotorische Speicher.
  • 4.8.1 Magnetschichten.
  • 4.8.2 Magnetköpfe.
  • 4.8.3 Schreibverfahren.
  • 4.8.4 Adressierung und Zugriff.
  • 4.8.5 Magnetbandspeicher (Spulenbandgeräte).
  • 4.8.6 Magnettrommelspeicher.
  • 4.8.7 Magnetbandschleifenspeicher.
  • 4.8.8 Magnetkartenspeicher (Streifenspeicher).
  • 4.8.9 Magnetscheibenspeicher (Plattenspeicher).