Informatik für Maschinenbauer de Peter Kopacek

Informatik für Maschinenbauer

Peter Kopacek

Robert Probst

Martin Zauner

de Limba Germană Paperback – 29 oct 1995

Entstanden aus einer Pflichtvorlesung "EDV für Maschinenbauer" an der Technischen Universität Wien gibt das Buch Studenten und in der Praxis stehenden Technikern eine Einführung in die theoretischen Grundlagen der Informatik und der praktischen Anwendung, hier im speziellen im Maschinenbau.Nach der Vermittlung der notwendigen theoretischen Grundlagen wird anhand eines einfachen Programms die Problemanalyse mit den weiteren Schritten der Problembeschreibung, Programmierung und Implementierung erläutert. Mehrere technische Anwendungsbeispiele bieten einen Überblick in die Vielschichtigkeit integrierter technischer Systeme. Zur Lösung komplexer Probleme wird auf die entsprechende Spezialliteratur verwiesen.

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Cuprins

1 Grundlagen der Informatik.- 1.1 Geschichte der Informatik.- 1.2 Teilgebiete der Informatik und Anwendungsbeispiele.- 1.3 Informationstechnik.- 1.3.1 Bits und Bytes.- 1.3.2 Zahlensysteme.- 1.3.3 Kodes und Kodierungstheorie.- 1.4 Grundlagen der Schaltalgebra.- 1.4.1 UND-Funktion (Konjunktion).- 1.4.2 ODER-Funktion (Disjunktion).- 1.4.3 NICHT-Funktion.- 1.4.4 Grundfunktionen.- 1.4.5 Speicher.- 2 Die Hardwarearchitektur.- 2.1 Die Zentraleinheit — Central Processing Unit — CPU.- 2.2 Die Speicher.- 2.2.1 Read Only Memory — ROM.- 2.2.2 Random Access Memory — RAM.- 2.3 Bussysteme.- 2.4 Ein-/Ausgabeeinheiten (I/O-Interfaces).- 2.4.1 Schnittstellen und Schnittstellenkarten.- 2.4.2 Graphikkarte.- 2.4.3 Netzwerkskarten.- 2.4.4 Festplattencontroller.- 2.4.5 Signalwandler.- 2.5 Peripherie.- 2.5.1 Eingabegeräte.- 2.5.2 Ausgabegeräte.- 2.6 Geräte zur Datenspeicherung.- 2.6.1 Magnetplatte (Festplatte — Diskette).- 2.6.2 Optische Speicher — Laserplatte (CD-ROM).- 2.7 Standardkonfiguration von PCs.- 3 Das Betriebssystem.- 3.1 Einführung.- 3.2 Das Betriebssystem MS-DOS.- 3.2.1 Dateiverwaltung unter MS-DOS.- 3.2.2 Befehle.- 3.2.3 Stapel-Dateien (BATCH-FILES).- 3.2.4 Laden von Programmen.- 3.2.5 Konfiguration mit CONFIG.SYS und AUTOEXEC.BAT.- 3.2.6 Entwicklungstendenzen von MS-DOS.- 3.3 Das Betriebssystem UNIX.- 3.3.1 Einführung.- 3.3.2 Eigenschaften von UNIX.- 3.3.3 Anwendungsbereiche von UNIX.- 3.3.4 Das Filesystem und relevante Befehle.- 3.3.5 Kommandos, Programme, Prozesse.- 3.3.6 Wichtige Befehle in UNIX.- 3.3.7 Zunkunftsaspekte für den Einsatz von UNIX.- 4 Grundlagen des Softwareengineering.- 4.1 Phasen der Softwareentwicklung.- 4.2 Problemanalyse.- 4.2.1 Problembeschreibung, Problemabgrenzung und Randbedingungen.- 4.3 Lösungsansätze.- 4.3.1 Lösungsalgorithmus.- 4.3.2 Schrittweise Verfeinerung von Algorithmen.- 4.4 Strukturierte Programmierung.- 4.5 Objektorientierte Programmierung.- 4.5.1 Kapselung.- 4.5.2 Vererbung.- 4.5.3 Polymorphie.- 4.6 Programmierung.- 4.6.1 Algorithmen.- 4.6.2 Datenstrukturen und Datentypen.- 4.6.3 Dateien.- 5 Programmiersprachen.- 5.1 Übersicht und Vergleich.- 5.1.1 FORTRAN.- 5.1.2 BASIC.- 5.1.3 PASCAL und MODULA 2.- 5.1.4 C.- 5.2 PASCAL.- 5.2.1 Der erste Start.- 5.2.2 Ausgabe.- 5.2.3 Bezeichner.- 5.2.4 Datentypen und Strukturen.- 5.2.5 Operatoren.- 5.2.6 Eingabe.- 5.2.7 Möglichkeiten zur Kontrolle der Programmabarbeitung.- 5.2.8 Dateioperationen.- 5.2.9 Beispiel: Eine komplette PASCAL-Entwicklung, Game of Life.- 5.3 C.- 5.3.1 Der erste Start.- 5.3.2 Operatoren und Ausdruckauswertung.- 5.3.3 Funktionen und Parameter.- 5.3.4 Möglichkeiten zur Steuerung der Programmabarbeitung.- 5.3.5 Zeiger und Arrays.- 5.3.6 Ein- und Ausgabe.- 5.3.7 Strukturen.- 5.3.8 Beispiel: Eine komplette C-Entwicklung, ‘SCASI’ (SCAra SImulation).- 6 Datenbanken.- 6.1 Einleitung.- 6.1.1 Konzepte zur Architektur von Datenbanksystemen.- 6.1.2 Die Architektur nach ANSI/SPARC.- 6.2 Daten.- 6.2.1 Datensätze und Objekte.- 6.2.2 Beziehungen.- 6.3 Das Wesen von Datenbanken.- 6.3.1 Das hierarchische Datenmodell.- 6.3.2 Relationale Datenbanken.- 6.3.3 Netzwerkdatenbanken.- 6.3.4 Pseudo-relationale Datenbanken.- 6.3.5 Vorteile von Datenbanken.- 6.4 Die Komponenten einer Datenbank.- 6.4.1 Datenbank (DB).- 6.4.2 Datenbankmanagementsystem (DBMS).- 6.5 Normalisierung relationaler Datenbanken.- 6.5.1 Ziel des Normalisierungsprozesses.- 6.5.2 Normalformen.- 6.5.3 Normalisierungsvorgänge in der Praxis.- 6.6 Die Abfragesprache SQL — Structured Query Language.- 6.6.1 Beispiele für einfache SQL-Abfragen.- 6.7 SQL — Abfragen in mehreren Tabellen.- 6.8 Zusammenfassung.- 7 Mensch-Maschine-Kommunikation.- 7.1 Einleitung.- 7.2 Informationseingabe durch den Menschen.- 7.3 Informationsdarstellung für den Menschen.- 7.4 Dialog im Mensch-Maschine-Kommunikationssystem.- 7.5 Benutzeroberflächen.- 7.6 Die Benutzeroberfläche WINDOWS.- 7.6.1 Grundelemente von WINDOWS.- 7.6.2 WINDOWS-Dienstprogramme.- 7.7 Zusammenfassung.- 8 Anwenderprogramme.- 8.1 Einleitung.- 8.2 Textverarbeitung.- 8.3 Das Textverarbeitungsprogramm MS-WORD für WINDOWS.- 8.4 Tabellenkalkulation.- 8.5 Das Tabellenkalkulationsprogramm MS-EXCEL.- 8.6 Datenbanken.- 8.7 Grafikprogramme.- 8.8 Das Grafikprogramm COREL DRAW.- 8.9 Tools- oder Utilityprogramme.- 9 Lokale Netze.- 9.1 Aufbau und Eigenschaften lokaler Netze.- 9.2 Schnittstellen — Ankopplung von Geräten an LANs.- 9.3 Übertragungsmedien in lokalen Netzen.- 9.4 Übertragungsverfahren in lokalen Netzen.- 9.5 Übertragungsprotokolle.- 9.6 Netzwerkstopologien.- 9.7 Zugriffsverfahren auf lokale Netze.- 9.8 Klassen von Rechnernetzwerken.- 9.9 Netzwerkbetrieb.- 9.10 Internet.- 9.11 Zusammenfassung.- 10 Rechner im Maschinenbau.- 10.1 Künstliche Intelligenz und Expertensysteme im Maschinenbau.- 10.2 Computergraphik.- 10.2.1 Definition und Arbeitsprinzipien.- 10.2.2 Ein- und Ausgabegeräte.- 10.2.1 Softwareprobleme.- 10.3 Rechnergestützte Produktion (CIM).- 10.3.1 Komponenten von CIM.- 10.3.2 CIM-Konzepte.- 10.3.3 RechnergestützterEntwurf.- 10.3.4 Künstliche Intelligenz in CIM-Systemen.- 10.4 Robotik.- 10.5 Digitalrechner in der Automatisierungstechnik.- 10.5.1 Digitalrechner zur Prozeßautomatisierung.- 10.5.2 Entwicklungstendenzen.- 10.6 Simulationstechnik.- 10.6.1 Grundlagen.- 10.6.2 Simulationsverfahren und ihr Einsatz.- 10.7 Neuronale Netze.- 10.8 Mikro- und Nanosysteme.- Literatur.