Technische Informatik II

Präsentation zum Thema: "Technische Informatik II"—  Präsentation transkript:

1 Technische Informatik II
(für Bachelor) INF 1211 Vorlesung 1: Einführung, Historisches Überblick , v4 Prof. W. Adi Themen: Vorlesungsinhalt und Ziele Geschichtliche Entwicklung Quellen: Zum Teil aus den Unterlagen „Digitale Systeme“ Prof. Michalik,

2 Vorlesungsseite: Über: http://www.ida.ing.tu-bs.de
IDA, Institut für Datentechnik und Kommunikationsnetze Technische Universität Braunschweig Hans-Sommer-Str. 66 D Braunschweig Sekretariat im 12. Etage Tel: Prof. W. Adi, 11. Etage Tel: Vorlesungsseite: Über:

3 Vorlesungsunterlagen:
Vorlesungsfolien Powerpoint, PDF Übungsfolien Powerpoint, PDF Vorlesungskript Als Übergang: Skript (Prof. Michalik) Musterklausuren mit Lösungen Klausur 2006, 2007 mit Lösung

4 Literatur: Fundamentals of Digital Logic with VHDL Design, 2/e, Stephen Brown & Zvonko Vranesic, University of Toronto, 2005 2. Synthese und Analyse Digitaler Schaltungen. Mit zahlreichen Aufgaben mit Lösungen (Taschenbuch) Gerd Scarbata (Autor), Oldenbourg Verlag, 2001, ISBN-10: , ISBN-13:

5 Vorlesungsziele Hardware für Rechenanlagen

6 Die heutigen Personal Computer
PC Personal Computer Mainboard

7 Pentium Motherboard (Mainboard)
I/O Slots, Busse Drucker Audio USB Tastatur CPU Central Processing Unit Vorlesung TI-1 & TI-II - C-MOS Transistoren - Leitungen - Gatter, Flip-Flops Rechenwerk, Automaten Speicher D-RAM Anschlusse Plattenspeicher DVD, Floppy

8 Vorlesungsziele Technische Informatik II Technische Informatik I
Gatter & Flip-Flops Transistoren Module Sub-Einheiten Elektronisches Systemkonzept Fabrikation, Physik

9 Vorlesungsihalt: Geschichtliche Entwicklung Darstellung von Zahlen und Zeichen Schaltnetze, Schaltfunktionen Schaltalgebra, Realisierungen, Minimierung Schaltwerke, Rückkopplungen Flipflops, Speicher, Zähler Arithmetische Einheiten, ALUs, Multiplizierer Speicher und Adressierungstechniken Grundlagen der Rechnerarchitektur Moderne Digitale Bausteine Moderne Entwurfsmethoden

10 Geschichtliche Entwicklung - Antike
ca v. Chr. Der Mensch begann mit den ihm von der Natur gegebenen (Rechen‑)Hilfsmitteln, den Fingern. Eine Hand erlaubte ihm also, bis 5 (Quinärsystem), beide Hände bis 10 (Dezimal‑System) zu zählen. ca v. Chr.: Bequemer und zuverlässiger schon war das dem 5‑Finger‑System verwandte Suan‑Pan‑Verfahren, bei dem die Perlen auf Drähten aufgefädelt waren. Bei den Römern wurde es Abakus genannt. In Hinterasien ist Suan Pan heute noch sehr stark verbreitet. 500 n. Chr.: Die Grundlage für die Entwicklung zum Rechnen. Aus Indien (daher: Hindu-) entstandene Hindu-Arabische-Zahlensystem mit den zehn Ziffern: 0, 1, ... 8, 9. Nach der Rückeroberung Spaniens aus arabischer Herrschaft (1450 n. Chr.) setzte es sich im Abendland schnell durch. Vorteile (im Verg. Z. Römischen Zahlensystem ist die - Einführung der Null: Einführung der Stellenschreibweise. Beispiel: Zahl  =  =  =  = 6000 Gesamtzahl = 6804

11 ca v. Chr. Quelle: Vortrag Dr. F. Richi

12 Sumerer, Akkader, Babylonier, Assyrer 3000 bis 400 v. Chr.
Mesopotamien

13 Sumerer und Altägypten
Quelle: Vortrag Dr. F. Richi

14 Sumerer und Altägypten
36000 3600 600 60 10 6 4 2 1 1 36000 =(60²x10) 3600 =60x60=60² 600 =(60x10) 60 =(6x10) Quelle: Vortrag Dr. F. Richi

15 Sumerer und Altägypten
682= 600 60 10 1 Quelle: Vortrag Dr. F. Richi

16 Quelle: Vortrag Dr. F. Richi

17 6er System von Babylon 60 120 180 360 6 1 5 2 3 4 Quelle: Vortrag
Dr. F. Richi

18 . . 6er System von Babylon Hexagon Geometry 1 6 R 2 R 5 3 4
Genau 6 Radius teilen den Umfang!

19 Archaische Schrifttafel aus Mesopotamien (ca. 3000 v. Chr.)

20 Archaische Schrifttafel aus Mesopotamien (ca. 3000 v. Chr.)
Die in Proto- Keilschrift verfasste Tafel gehört zu den ältesten Schriftzeugnissen der Welt und enthält Berechnungen der zur Herstellung unterschiedlicher Getreide-Produkte (z.B. vers. Sorten Bier) erforderlichen Ausgangssubstanzen. Für die Rechnung wurde auf dieser Tafel 5 verschiedene, gegensstandsspezifische Zahlenzeichensysteme verwendet. Für zählbare Getreideprodukte ein Bisexagesimalsystem, für Bierkrüge ein Sexagesimalsystem und zur Kennzeichnung der Getreidemengen in den herzustellenden Produkten. Für Gerstenschrot und für Malz 3 verschiedene Varianten eines Hohlmasssystems. Quelle: Vortrag Dr. F. Richi

21 Geschichtliche Entwicklung - Neuzeit
ca v. Chr. Der Mensch begann mit den ihm von der Natur gegebenen (Rechen‑)Hilfsmitteln, den Fingern. Eine Hand erlaubte ihm also, bis 5 (Quinärsystem), beide Hände bis 10 (Dezimal‑System) zu zählen. ca v. Chr.: Bequemer und zuverlässiger schon war das dem 5‑Finger‑System verwandte Suan‑Pan‑Verfahren, bei dem die Perlen auf Drähten aufgefädelt waren. Bei den Römern wurde es Abakus genannt. In Hinterasien ist Suan Pan heute noch sehr stark verbreitet. 500 n. Chr.: Die Grundlage für die Entwicklung zum Rechnen. Aus Indien (daher: Hindu-) entstandene Hindu-Arabische-Zahlensystem mit den zehn Ziffern: 0, 1, ... 8, 9. Nach der Rückeroberung Spaniens aus arabischer Herrschaft (1450 n. Chr.) setzte es sich im Abendland schnell durch. Vorteile (im Verg. Z. Römischen Zahlensystem ist die - Einführung der Null: Einführung der Stellenschreibweise. Beispiel: Zahl  =  =  =  = 6000 Gesamtzahl = 6804 Geschichtliche Entwicklung - Neuzeit

22 Europa Mathematik und Zahlensystem (Geschichtliche Entwicklung) China
Athen Spanien Sumerer Bagdad Babylon Alexandria Indien

23 Geschichtliche Entwicklung

24 Geschichtliche Entwicklung

25 Geschichtliche Entwicklung

26 Geschichtliche Entwicklung
Moderne Entwicklung

27 Geschichtliche Entwicklung
Moderne Entwicklung

28 Geschichtliche Entwicklung
Rechner der 1. Generation

29 Geschichtliche Entwicklung
Rechner der 2. Generation

30 Geschichtliche Entwicklung
Rechner der 3. Generation

31 Geschichtliche Entwicklung
Rechner der 4. Generation

32 Geschichtliche Entwicklung
Rechner der 5. Generation Mikrocomputer

33 Geschichtliche Entwicklung
Rechenfähigkeit “Moore’s Law”: Number of transistors/chip doubles every years achieved through miniaturization Heute ca. 60 nm 45 nm Technology Scaling Better Performance/Cost Investment Market Growth

34 Geschichtliche Entwicklung

35 Heute Rechner in allen Lebensbereiche fast Ausnahmslos zu finden
E-Text E- Learning E- Identifikation . E- Musik E- Intelligenz …