In diesem Kurs wird Ihnen das Basiswissen der digitalen Schaltungstechnik und der Funktionsweise einfacher Mikrorechner vermittelt.

Der erste Teil des Kurses betrachtet die Analyse und Synthese digitaler Schaltungen, wie sie in Rechnern, digitalen Steuerungen sowie Kommunikationseinrichtungen eingesetzt werden. Er beginnt mit einer Einführung in die binäre Logik, behandelt die verschiedenen Darstellungen Boolescher Funktionen und deren Realisierung durch kombinatorische logische Schaltungen. Häufig vorkommende spezielle Schaltungen wie Multiplexer, Komparatoren, Rechenschaltungen, Kodierer usw. werden darüber hinaus gesondert betrachtet. Darauf aufbauend folgt die Betrachtung von speicherbehafteten Schaltungen mit einer Einführung in digitale Speicherelemente und Schaltwerke. Anschließend werden die Automatenmodelle nach Mealy und Moore zur formalen Beschreibung von Schaltwerksfunktionen betrachtet. Der erste Teil schließt mit der Darstellung spezieller Schaltungen wie Register oder Rechenwerke ab. 

Der zweite Teil des Kurses beschäftigt sich mit dem Aufbau und der Funktionsweise von Mikroprozessoren, Mikrorechnersystemen sowie deren Komponenten. Ausgehend von einer Übersichtsdarstellung eines komplexen Mikrorechnersystems werden die einzelnen Bestandteile ausführlich beschrieben. Ein erster Baustein beginnt mit dem Prozessor selbst und dessen wesentlichen Elementen Steuerwerk, Rechenwerk, Registersatz und Adresswerk. Danach wird das interne Busssystem mit seiner Systembusschnittstelle behandelt. Es folgt die Darstellung der Abarbeitung eines Befehls sowie die Behandlung von Ausnahmesituationen. Ein zweiter Baustein erläutert die hardwarenahe Programmierung eines Mikrorechnersystems. Ein weiterer Baustein beschäftigt sich mit dem Aufbau und der Organisation des Arbeits- sowie des Cachspeichers. Der Kurs schließt mit einer Betrachtung von Systemsteuer- und Schnittstellenbausteine ab.

Referenten
Klaus Gotthardt

PD Dr. Klaus Gotthardt

FernUniversität Hagen, Lehrstuhl für Datenverarbeitungstechnik

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