Taschenbuch der Informatik

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.- Literatur.- 1.2 Normen und Begriffe der Nachrichtenverarbeitung.- 1.2.1 Normen.- 1.2.2 Begriffe.- Literatur.- 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.- Literatur.- 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.- Literatur.- 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.- Literatur.- 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.- Literatur.- 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.- Literatur.- 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.- Literatur.- 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.- Literatur.- 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.- Literatur.- 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.- Literatur.- 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.- Literatur.- 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.- Literatur.- 3.4 Fluidiktechnik.- 3.4.1 Analoge Bauelemente.- 3.4.2 Digitale Bauelemente.- 3.4.3 Verknüpfungsschaltungen.- Literatur.- 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.- Literatur.- 4.3 Laufzeitspeicher.- 4.3.1 Elektromagnetische Laufzeitspeicher.- 4.3.2 Quecksilberspeicher.- 4.3.3 Magnetostriktive Speicher.- 4.3.4 Quarzspeicher.- Literatur.- 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.- Literatur.- 4.5 Festspeicher.- 4.5.1 Induktive und kapazitive Festspeicher.- 4.5.2 Optische Festspeicher.- Literatur.- 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.- Literatur.- 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.- Literatur.- 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).- Literatur.