Technische Informatik: Grundlagen und Anwendungen Boolescher Maschinen

\"علوم کامپیوتر فنی\" - شاخه ای از علوم کامپیوتر - نحوه عملکرد کامپیوترهای دیجیتالی کنترل شده با برنامه (به اختصار کامپیوترها) و سایر ماشین های پردازش داده را شرح می دهد. این کتاب در قالب یک دوره کارآموزی در نظر گرفته شده است تا سوالات و مشکلات مهم علوم کامپیوتر فنی را معرفی کند. اگر از رایانه برای حل یک مشکل استفاده می کنید، تنها چیزی که واقعاً نیاز دارید یک کتابچه راهنمای دستورالعمل است. اما شکی نیست که آگاهی از نحوه کارکرد کامپیوتر، امکانات کاربردی اضافی و استفاده بهتر از قابلیت های آن را باز می کند. با این حال، برای استفاده مؤثرتر از رایانه، نیازی به دانستن جزئیات "سخت افزار" نیست، یعنی ساختار فنی با دیودها، ترانزیستورها، مدارهای مجتمع و غیره. بینش در ساختار منطقی کامپیوتر کافی است. ساختار منطقی از ساخت رایانه از \"ماشین های منطقی\" ابتدایی برای پیوند پیوندها (AND)، جدایی (OR) و نفی (NOT) و همچنین از عناصر حافظه حاصل می شود. این اجزا برای تشکیل یک شبکه بسیار پیچیده به هم متصل می شوند. تنها چیزی که در مورد ماشین های منطقی که به آنها "گیت" نیز می گویند، باید بدانید این است که آنها یک سیگنال خروجی خاص را به ترکیبی از سیگنال های ورودی با توجه به جداول مقادیر برای عملیات منطقی اختصاص می دهند. اگر معلمی از ماشین‌های منطقی به‌عنوان \"جعبه‌های سیاه\" استفاده کند، می‌تواند ساختارهای منطقی ساده رایانه مانند جمع‌کننده را در سطح متوسطه 1 توضیح دهد. با این حال، برخی از مبانی نظری، به عنوان مثال از جبر قضایا یا از محاسبه در سیستم دودویی، باید مقدم بر آن باشد.

Die "Technische Informatik" - ein Teilgebiet der Informatik - beschreibt die Funktions­ weise von programmgesteuerten digitalen Rechnern (kurz: Computern) und von anderen datenverarbeitenden Maschinen. Dieses Buch soll - in Form eines Praktikums - in wichtige Fragestellungen und Probleme der technischen Informatik einfUhren. Wer einen Computer zur Lösung eines Problems verwendet, braucht dafür im Grunde nur eine Bedienungsanleitung. Es ist aber keine Frage, daß ein Wissen über die Funk­ tionsweise des Rechners zusätzliche Anwendungsmöglichkeiten und eine bessere Aus­ nutzung seiner Fähigkeiten erschließt. Zum wirksameren Einsatz des Computers braucht man allerdings nicht die Einzelheiten der "hardware", d.h. den technischen Aufbau mit Dioden, Transistoren, integrierten Schaltkreisen usw., zu kennen. Es genügt eine Ein­ sicht in die logische Struktur des Computers. Die logische Struktur ergibt sich aus dem Aufbau des Rechners aus elementaren "Logikmaschinen" fur die Verknüpfungen Kon­ junktion (UND), Disjunktion (ODER) und Negation (NICHT) sowie aus den Speicher­ elementen. Diese Bauteile sind zu einem Netzwerk hoher Komplexität zusammenge­ schaltet. Von den Logikmaschinen, die auch "Gatter" genannt werden, braucht man nur zu wissen, daß sie einer Kombination von Eingangssignalen ein bestimmtes Ausgangssignal gemäß den Wertetafeln für die logischen Verknüpfungen zuordnen. Verwendet ein Lehrer die Logikmaschinen in dieser Weise als "black boxes" , so kann er bereits in der Sekundarstufe 1 einfache logische Strukturen des Computers, wie etwa den Addierer, erläutern. Allerdings werden dabei einige theoretische Grundlagen, z.B. aus der Aus­ sagenalgebra oder vom Rechnen im Dualsystem, vorausgehen müssen.