By Harald Schumny

ISBN-10: 3322831973

ISBN-13: 9783322831972

ISBN-10: 3528140313

ISBN-13: 9783528140311

Vor mehr als thirteen Jahren, im Mai 1975, wurde das Vorwort zur ersten Auflage dieses Buchs geschrieben; an vielen Techniker- und Ingenieurschulen sowie im Selbststudium wurde es seither benutzt. Zahlreiche Zuschriften, Kritiken, Anregungen belegen dies. In mehr als zehn Jahren haben sich die Grundtechnologien zur Computerherstellung so sehr weiterentwickelt, daß manche technische Realisierung gar nicht mehr in Be­ nutzung ist, teilweise nur noch in technischen Museen besichtigt werden kann. So sind beispielsweise Lochkarten, Nixieröhren oder Kernspeicher nun "mittelalterlich". Andererseits sind in diesem Zeitraum die desktops (Personal laptop) derart in den Vorder­ grund gedrängt, daß manche undefined- und Software-Betrachtung dadurch beeinflußt wird. Auch sind neue Prozessor-Architekturen zur Serienreife gelangt, weshalb z. B. lowered guide Set pcs (RISCs) in einem modernen Lehrbuch der Digi­ talen Datenverarbeitung unbedingt behandelt werden müssen. Keine Frage, die Prinzipien und Basisverfahren der digitalen Datenverarbeitung haben sich nicht geändert. Das betrifft die Darstellung von Daten, die Computer-Codes und die Grundlagen der Digitalelektronik. Vor allem die digitale Datenspeicherung und die Ein-/ Ausgabeeinheiten wurden in den vergangenen zehn bis 15 Jahren enorm weiterentwickelt. Diese Entwicklung drückt sich deutlich in der Neufassung des Buchs aus. Erweitert wurde in dieser Ausgabe der Software-Teil. Aufgenommen sind die Bereiche Software-Engineering, Höhere Programmiersprachen und moderne Betriebssysteme. Um den Umfang nicht zu überziehen und den Systemgedanken zu verstärken, wurden die in der ersten Auflage des Buchs über 30 Seiten behandelten Herstellungstechnologien von pn-Übergängen und Kontakten gestrichen.

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Redundanz Wir hatten gesehen, daß mit einer Tetrade 16 Codeworte gebildet werden können, für den BCD-Code aber nur 10 Codeworte ausgewählt werden müssen. Es gibt damit einen überschuß von 6 Codeworten. Diese Tatsache drückt eine in der Informationstheorie wichtige Erscheinung aus: die Redundanz (Weitschweifigkeit, überfülle). Als Redundanz bezeichnet man überschüssige Zeichen oder Worte, die sinnlose, gar keine oder keine neuen Informationen liefern. Wie wir später sehen werden, unterscheidet man verschiedene Formen der Redundanz: Schädliche Redundanz und nützliche sowie notwendige Redundanz.

Beispiel: 7=111, 4 = 100. Die 4 hat also schon die gleiche Stellenzahl wie die 7. Das Zweierkomplement zu 4 wird: 4 = 100 Invertieren : 011 Addieren einer 1 : 001 Zweier= 100 = 4. komplement Das Zweierkomplement zu 4 bei Verwendung dreier Bits ist ebenfalls 4. Damit folgt: 111 + 100 011 = 3. 3. Beispiel: 44 = 21 = 44-21=23. (32 16 8 4 2 1 o 1 1 0 0 1 0 1 0 1 o 1 0 1 o o 0 0 0 1 o 1 0 1 1) 0 1 Also: (32 16 842 1) 101100 (Auffüllen) +101011 ( Invertieren) 1 0 (Plus 1) 1 o 1 01 1 1 = 23. 1 = 43; (Zweierkomplement) Das Zweierkomplement ist somit immer die Ergänzung zur nächsthöheren BitWertigkeit der Zahl, von der abgezogen werden soll.

Beispiel: 7 - 3 = 4. 7 = 111, 3 = 11. 3 Duales Zahlensystem 7 hat drei Binärstellen (3 Bits), 3 muß also vor dem Invertieren auf drei Stellen erweitert werden, d. h. 3=011 Invertieren : 100 +- Einerkomplement Addieren einer 1 : 001 Zweier=101=5. komplement Aus 111-11 (7 - 3) wird somit die duale Addition 111 + 101: 111 + 101 100 = 4. Die Subtraktion ist also auf die Addition des Komplements zurückgeführt! Der übertrag über die höchste vorgegebene Stellenzahl hinaus wird nicht berücksichtigt! 7 - 4 = 3.

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by David
4.3

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