Inhalte der Bücher Mikroinformatik I und II

Hannemann
Band 1: ISBN 3-920088-11-5
Band 2: ISBN 3-920088-20-4
Band 1
1. Grundlagen und Einführung
 1.1 Einleitung
 1.1.1 Historisches
 1.1.2 Algorithmen und Prozesse
  • Was ist ein Computer?
1.1.3 Grundeinheiten eines Computers
1.1.4 Informatik
  • Definition einiger Begriffe
1.1.5 Nachrichten
  • Information
  • Form einer Nachricht
  • Träger einer Nachricht
  • Kommunikation
  • Interpretation
1.2 Mathematische Grundlagen
 1.2.1 Polyadische Zahlensysteme
  • Dezimalsystem.
  • Polyadische Zahlensysteme
  • Dualsystem.
  • Hexadezimalsystem.
1.2.2 Die Grundrechenarten im Dualsystem
1.2.3 Umwandlung von Zahlen
 1.2.4 Zahlen im Computer
  • Dezimal-Arithmetik
  • BCD-Addition
  • Zahlenvorrat
  • Vorzeichenerweiterung
  • Festpunktzahlen
  • Gleitpunktzahlen
  • Gleitpunkt-Arithmetik
1.2.5 Boolesche Algebra
  • Grundfunktionen
  • Schalttechnik
1.3 Codierung
1.3.1 Codierung der Binärzeichen
 1.3.2 Befehlsdarstellung
 1.3.3 Alphanumerische Zeichen

 1.4 Der Mikrocomputer
1.4.1 Die Speicher
  • Speicherarten
1.4.2 Der Mikroprozessor
  • Befehlsablauf
1.4.3 Das Rechenwerk
  • Addierschaltungen
1.4.4 Rechnerarchitekturen
 1.4.5 Personal Computer
  • Die Tastatur
  • Bildschirme
  • Massenspeicher
  • Drucker
1.4.6 PC-Betriebssysteme
  • Massenspeicher-Organisation
  • Dateinamen
  • Kommandos
  • Anwenderprogramme
  • Programmiersystem
2. Mikroprozessor-Programmierung
 2.1 Einführung
 2.1.1 Codierung der Algorithmen
  • Algorithmen
  • Pseudocode
  • Programmiersprachen
  • Höhere Programmiersprachen
  • Algorithmische Sprachen
  • Objektorientierte Programmierung (OOP)
  • Softwaretechnik
2.1.2 MP-Programmierung
  • Die Kennzeichenbits
  • Kennzeichen beim Vergleich
  • Mikroprozessor-Befehle
  • Unterprogramme
2.1.3 Programmentwicklung mit DEBUG
  • Die Kommandos von DEBUG
  • Adreßbildung unter DEBUG
  • Programmierung im Mnemonic-Code
2.2 Die 86er-Mikroprozessoren
 2.2.1 Einführung
  • Überblick
  • Vom 8085 zum 8086: ein kurzer Überblick
  • Das 8080-Speichermodell für den 8086
  • Vergleich der 8080/8086-Befehle
2.2.2 Registerstruktur
  • Allgemeines
  • Kennzeichenregister (Flags)
2.2.3 Allgemeine Register
  • Arbeitsregister
  • Zeiger- und Indexregister
2.2.4 Adreßbildung
  • Segmentregister
  • Speicheradressierung
  • Programmverzweigungen
  • Direkte Adressierung
  • Indirekte Adressierung (effektive Adressen ea)
  • Ein-/Ausgabeadressen
2.3 Der Befehlssatz des 8086¸ 80286
2.3.1 Transferoperationen
  • Flags
  • PUSH- und POP-Befehle
  • Ein-/Ausgabebefehle
2.3.2 Arithmetische und logische Operationen
  • Arithmetische Operationen
  • Vorzeichenerweiterung
  • Flags
  • Addition
  • Subtraktion
  • Multiplikation
  • Division
  • Logische Operationen
2.3.3 Verschiebe- und Rotations-Operationen
 2.3.4 Blockoperationen
 2.3.5 Programmverzweigungen
  • Sprünge
  • Unbedingte Sprünge
  • Bedingte Sprünge
  • Unterprogramme
2.3.6 Sonstige Operationen
  • Flagoperationen
  • Prozessorsteuerung
  • Präfixe
  • Zusätzliche Befehle vom 80186 an
  • Zusätzliche Befehle vom 80286 an
2.3.7 Befehlsliste

 2.4 Programmunterbrechungen (Interrupts)
  • Interrupt-Adressen
  • Hardware-Interrupt
  • Prozessor-Interrupts
  • Software-Interrupts
  • Interrupt-Prioritäten
  • Sperrbare Interrupts
2.5 Vom Mikroprozessor 80286 zum 80386
2.5.1 Das Registermodell des 80386
  • Das Kennzeichen-Register
  • Die Steuer-Register (Controll-Register)
  • REAL-MODE-Architektur beim 80286/386
2.5.2 PROTECTED-MODE-Architektur
  • Speicher-Organisation und -Adressierung im Protected-Mode
  • Der Segmentselektor
  • Descriptoren
  • Descriptortabellen
  • Programmierung im Protected Modus
  • Programmbeispiel
2.5.3 Debug und Test

 2.6 Vom Arithmetikprozessor 8087 zum 80486 2.6.1 Die Koprozessoren 8087¸ 387
  • Formate und Genauigkeit
  • Binäre Festpunktzahlen (binary integers)
  • Gepackte Dezimaldarstellung (packed decimal)
  • Die Gleitpunktformate
  • Steuerregister
  • Das Statuswort (status word)
  • Die Ausnahmezeiger (exception pointers)
  • Das Kennzeichenwort (tag word)
  • Das Steuerwort (control word)
  • Befehlsabarbeitung durch den 8087
2.6.2 Programme für die Arithmetikprozessoren
  • Der Befehlssatz
  • Integer-Multiplikation
  • Real-Multiplikation
  • Sinus-Funktion
3. Programmentwicklungssysteme für Mikroprozessoren
  • Entwicklungsschritte

3.1 Assemblerprogrammierung

3.1.1 Einführung

  • Symbolische Adressierung
  • Befehlszeilen
3.1.2 Assembleranweisungen
  • Segmentdefinitionen
  • Definition/Initialisierung von Daten
  • Ergänzende Befehlssätze
3.1.3 Operanden und Operatoren
  • Operanden
  • Arithmetisch/logische Operatoren
  • Typ-Operatoren
3.1.4 Programmentwicklung
  • Entwicklungsschritte bis zur Kommandodatei
  • Programme für eingebettete Systeme
3.1.5 Makros

 3.2 Mikrocomputer-Systeme
3.2.1 Mikrocomputeraufbau
  • Speicheraufteilung
  • Ein-/Ausgabeschnittstellen
  • Ausgabe auf eine Anzeigeeinheit
  • Bildschirmausgabe
3.2.2 Betriebsprogramme
  • Betriebsprogramm des MICO
  • Die Kommandos
  • Schalterbyte
  • Dienstprogramme
3.2.3 Programmentwicklung
  • Programmierung im Hex-Code
  • Programmierung im Mnemonic-Code
  • Assemblerprogrammierung auf einem PC
3.3 Personal Computer
 3.3.1 Einführung
  • Speicheraufteilung
  • Interruptvektoren
  • Das Basis Ein-/Ausgabe-System (BIOS)
3.3.2 Bildschirmausgaben
  • Bildschirmadapter
  • Bildschirmseiten, Bildschirmmodi und BIOS
  • Grafische Ausgaben
3.3.3 Die Tastatur
3.3.4 Die Massenspeicher
  • Formatieren
  • Disketten Ein-/Ausgabe
  • Disketten
  • Festplatten
3.4 Das Betriebssystem
3.4.1 Dateiverwaltung unter MS-DOS
  • Datenorganisation
  • Inhaltsverzeichnisse
3.4.2 Kommandos und Datenströme
  • Kommandos
  • Kommandoparameter
  • Datenströme
  • Datenübergabe
  • Datenfilterung
  • Kommandodateien
  • BAT-Dateien
  • COM-Dateien
  • EXE-Dateien
  • Systemkonfiguration
3.4.3 Dienstprogramme
  • Bildschirmausgaben
  • Disketten Ein-Ausgabe unter DOS
3.5 Hochsprachenprogrammierung
3.5.1 Programmierung in PASCAL
3.5.2 Programmierung in C

 4. Neuere Entwicklungen
 4.1 Fuzzy-Programmierung
4.1.1 Einführung
 4.1.2 Fuzzy-Steuerung
  • Ein Beispiel
  • Verallgemeinerungen
4.2 Fuzzy-Logik und Neuronale Netze
4.2.1 Einführung
 4.2.2 Struktur eines neuronalen Netzes

   

Band 2 (ISBN 3-920088-20-4)

0. Einführung

  • Kodierung der Daten
  • Physikalische Realisierung der Dualzahlen
  • Computer-Gedächtnis
  • Datenverarbeitung
  • Betriebssystem
  • Anwenderprogramme
  • Eingebettete Computer
  • Ausblick
1. Technologie der Mikroprozessoren
 1.1 Integrierte Schaltungen
1.1.1 Planartechnik
 1.1.2 Schaltkreisfamilien
  • Wichtige Kennwerte
  • Schaltgeschwindigkeit
  • Verlustleistung
  • Logik-Pegel und Betriebsspannung Störabstand
  • Latch-Up
1.1.3 Bipolar-Technologie
  • TTL (Transistor-Transistor-Logik)
  • ECL (emitter coupled logic)
1.1.4 MOS-Technologie
  • Komplementäre MOS-Logik (CMOS)
  • Niederspannungstechnik
  • HCMOS (high speed CMOS)
  • Niederspannungstechnik
  • ACMOS (advanced CMOS)
  • Kenndaten
  • Niederspannungstechnik
1.1.5 Mischtechnologien
  • BiCMOS (biploar CMOS)
  • Weitere Mischtechnologien
  • Niederspannungstechnik
1.1.6 Anwendungshinweise
  • Logische Funktion
  • Ausgänge
  • Unterschiedliches
  • Handhabungshinweise
  • Ausfallrate
  • Gehäuse-Bauformen
1.1.7 Anwendungsspezifische Bausteine (ASICs)
  • Programmierbare Logikbausteine
  • PALs (programmable array logic)
  • Ausgangsfunktionen
  • Programmier- und löschbare Logikbausteine
  • Eigenschaften
  • Interne Struktur
  • Gate-Arrays und Standardzellen
1.2 Mikroprozessor-Architekturen
 1.2.1 Einleitung Überblick CISC-Mikroprozessoren RISC-Mikroprozessoren Ausblick Architekturmerkmale
1.2.2 Grundstrukturen eines CISC (8085) Von-Neumann-Prozessor Spezialitäten des 8085 Steuerwerk und Mikroprogrammierung
1.2.3 Busschnittstelle und Speichersegmentierung (8086/88) Die 16-bit-Mikroprozessoren 8086 und 8088 Befehlsschlange (prefetch queue) Speichersegmentierung
1.2.4 Virtuelle Adressierung (80286) Virtuelle Adressierung Der 80286 Fließbandverarbeitung (Pipelining)
1.2.5 Seitenverwaltung (Paging, 80386) Paging Der 32-bit-Mikroprozessor 80386
 1.2.6 Gleitkommaeinheiten (8087÷387, 80486) Gleitkomma-Koprozessor im Parallel-Busbetrieb (8087) Gleitkomma-Koprozessor als E/A-Baustein (80287/387) 80387 Der 32-bit-MP 80486 mit integrierter Gleitkommaeinheit
1.2.7 Parallelverarbeitung (Pentium) Allgemeines Computer-Cluster Mikrocomputer mit mehreren Mikroprozessoren Parallelverarbeitung innerhalb eines Mikroproz. Der 64-bit-Mikroprozessor Pentium Parallelverarbeitung beim Pentium Superscalarität Verzweigungsvorhersage (branch prediction)
1.2.8 RISC-Mikroprozessoren Der 64-Bit-RISC-Mikroprozessor 80860 Transputer Parallelschaltung mehrerer Transputer

1.3 Grund- und Bussysteme 1.3.1 Bussysteme Dimensionierung Adreßbus Datenbus Steuerbus Bus-Standards Neuere PC-Bussysteme Der PCI-Bus 1.3.2 Signalverläufe (Timing) Allgemeines Befehlszyklus Wartezustand Basis-Signalverläufe beim 8086/88 1.3.3 Speicher- und E/A-Zugriffe Speicherbänke Cache-Speicher Ein-/Ausgabe-Adreßverwaltung 1.3.4 Grundsystem-Beispiele Das Grundsystem des 8085 Personal Computer Grundsysteme 1.4 Programmunterbrechungen (Interrupts) 1.4.1 Einführung 1.4.2 Ein Interrupt-System am Beispiel des 8085 Eingangsbedingungen Prioritäten Interrupt Maskierung Interrupt-Maske Die Interrupts des 8085 im einzelnen INTR RST5.5 und RST6.5 RST7.5 TRAP 1.4.3 Das Interruptsystem des 8086 1.5 Kontroller für eingebettete Anwendungen 1.5.1 Übersicht 1.5.2 Die Mikrocontroller 8051÷80535 1.5.3 Der Mikroprozessor 80186/188 1.5.4 Signalprozessoren 2. Die Speicher 2.1 Überblick 2.2 Halbleiterspeicher 2.2.1 Speicherorganisation 2.2.2.Schreib-Lese-Speicher RAM = Random Access Memory Statische Speicher (SRAM) CMOS-Speicher Datensicherung bei Stromausfall Datenverlagerung Batteriepufferung Dynamische Speicher 2.2.3 Festwertspeicher (ROM, PROM, EPROM) ROM = Read Only Memory Maskenprogrammierbare ROMs Anwenderprogrammierbare ROMs (PROM) Löschbare Festwertspeicher (EPROM,EEPROM) Durch UV-Licht löschbare Speicher (EPROM): Elektrisch löschbare Speicher (EEPROM): 2.3 Magnetspeicher (T. Zerulla) 2.3.1 Floppy-Disk 2.3.2 Festplatten 2.3.3 Magnetbänder 2.4 Optische Speicher (V. Goerick) 3. Ein-/Ausgabe-Schnittstellen 3.1 Allgemeines
  • Ein-/Ausgabebefehle
  • Galvanische Trennung
  • Kontaktprellen
  • Ein-/Ausgabeports bei den IBM-PC
3.2 Parallele Ein-/Ausgabe 3.2.1 Einführung
  • Eingabe-Schaltung
  • Ausgabe-Schaltung
3.2.2 Programmierbare Schnittstelle (PIO)
  • Der Ein-/Ausgabe-Baustein 8255
  • Ein-/Ausgabe mit Optokopplern
3.2.3 Die PC-Parallelschnittstelle (Druckerschnittstelle, LPT) 3.2.4 Die DMA-Technik 3.3 Serielle Ein-/Ausgabe 3.3.1 Einführung
  • Serielles Mikroprozessor-Interface
  • Benutzung der Kanäle eines Parallelport-Bausteins (PIO)
  • Spezialbausteine
  • USART
3.3.2 Die RS-232-C-Schnittstelle
  • Grundlagen
  • Übertragungsformat
  • PC-Schnittstelle COM
  • Programmierung der COM-Schnittstelle
  • Direkte Programmierung des UART
3.4 Analoge Ein-/Ausgabe 3.4.1 Einführung
  • Kennwerte
3.4.2 Digital-Analog-Umsetzung
  • R-2R-Netzwerk-Umsetzer
  • Kennwerte von DA-Umsetzern
  • Einschwingzeit
  • Glitche
3.4.3 Analog-Digital-Umsetzung
  • Wägeverfahren
  • Zählverfahren
  • Parallelverfahren
  • Kennwerte von A/D-Umsetzern
  • Informationslücke (missing code)
3.4.4 Praktischer Einsatz
  • Multiplexer
  • Tiefpaßfilter
  • Abtasten und Halten
  • Referenzspannungsquelle
3.5 Ein-/Ausgabe-Interface für PC 3.5.1 Allgemeines
  • Die Parallelschnittstelle
  • Die I/O-Box
3.5.2 Digitale Ein-/Ausgabe und Interrupt
  • Interrupts
  • Digitale Eingabe
  • Digitale Ausgabe
3.5.3 Analoge Ein-/Ausgabe
  • Die A/D-Umsetzung
  • Der Baustein ADC804
  • Die D/A-Umsetzung
  • Der Baustein DAC832
3.5.4 Rechnerkopplung
  • Funktionsprinzip
  • REKOS-Schnittstellen
  • Kopplungsroutinen
  • Verbindungsaufbau