Informatik für Ingenieure

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Fit für das Internet der Dinge

Kartoniert/Broschiert
UTB, UTB Uni-Taschenbücher .4645, 2016, 328 Seiten, Format: 15,6x18,5x2 cm, ISBN-10: 3825246450, ISBN-13: 9783825246457, Bestell-Nr: 82524645A
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Produktbeschreibung

Das Buch vermittelt, nach einer kurzen Einführung in die allgemeinen Grundlagen, das Basiswissen Informatik zu Hard- und Software, Netzwerken und Programmierung. Besonderheiten sind die grafischen Darstellungen und ein Praxiskapitel mit eigenem Mini-Rechnersystem (Programmierung in der Programmiersprache C).

Ein besonderes Kapitel widmet sich einem spannenden Zukunftsthema: Anhand eines Anwendungsbeispiels in Form eines internetfähigen Messdatenerfassungssystems ermöglichen die Autoren einen praktischen Einstieg in das Internet der Dinge.

Als Begleitung einer Informatikvorlesung der ersten Semester eines ingenieurwissenschaftlichen Studiums bestens geeignet.

Dieser Titel ist nicht als Dozenten-Freiexemplar erhältlich.

Inhaltsverzeichnis:

Vorwort 5

Hinweise zum Buch 7

Abbildungsverzeichnis 15

Tabellenverzeichnis 19

1 Grundlagen 21

1.1 Informatik 21

1.1.1 Was ist Informatik? 21

1.1.2 Wozu Informatik-Kenntnisse? 22

1.1.3 Aufgaben der Informatik 23

1.1.4 Meilensteine der Datenverarbeitung 24

1.1.5 Gebiete der Informatik 26

1.2 Grundbegriffe der Informationstechnologie 29
1.2.1 Grundbegriffe 29

1.2.2 EVA-Grundprinzip der Datenverarbeitung 31

1.2.3 Informationsdarstellung 32

1.2.4 Logische Grundfunktionen 43

1.3 Literatur 46

2 Hardware 47

2.1 Grundelemente eines Rechnersystems 47

2.2 Elektrotechnische Grundlagen 51

2.2.1 Strom, Spannung und elektrische Leistung 52

2.2.2 Einfache Bauelemente und ihre Verknüpfung 54

2.3 Digitaltechnik 61

2.3.1 Schaltnetze 63

2.3.2 Schaltwerke 70

2.4 Rechnerarchitektur 82

2.4.1 Abarbeitung eines Maschinenbefehls 83

2.4.2 Zugriff auf Ein-/Ausgabebausteine 86

2.4.3 Cache 88

2.4.4 Leistungsbewertung 90

2.4.5 Befehlspipeline 92

2.4.6 Befehlssatzarchitekturen 94

2.4.7 Multithreading-Architektur 95

2.4.8 Rechnerklassifikation nach Flynn 97

2.5 Interfacetechnik Eingebetteter Systeme 99

2.5.1 Ein- und Ausgabe digitaler Signale 100

2.5.2 Analoge Ausgänge (Digital-Analog-Wandlung) 102

2.5.3 Analoge Eingänge (Analog-Digital-Wandlung) 104

2.5.4 Serielle Schnittstellen 108

2.6 Literatur 113

3 Software 115

3.1 Klassifikation von Software 115

3.2 Anwendungssoftware für Ingenieure 118

3.3 Betriebssysteme 120

3.3.1 Grundlagen 120

3.3.2 Betriebsmittelverwaltung 125

3.3.3 Marktgängige Betriebssysteme 129

3.3.4 Virtuelle Maschinen (VM) 129

3.4 Software Engineering 131

3.4.1 Klassisches Phasenmodell (Wasserfallmodell) 131

3.4.2 Spiralmodell 132

3.4.3 Anforderungsspezifikation (Lastenheft) 133

3.4.4 Pflichtenheft (Sollkonzept) 134

3.4.5 Software-Qualität 135

3.5 Literatur 137

4 Algorithmen 139

4.1 Eigenschaften von Algorithmen 140

4.2 Vom Problem zum Programm 141

4.2.1 Exkurs: Komplexität von Algorithmen 145

4.3 Beschreibung vonAlgorithmen 148

4.3.1 Umgangssprachliche (textuelle) Beschreibung 148

4.3.2 Graphische Beschreibungsformen 149

4.3.3 Beschreibung in einer Programmiersprache 153

4.4 Programmiersprachen 1544.4.1 Grundelemente von Programmiersprachen 156

4.4.2 Syntax und Semantik 158

4.4.3 Strukturierte Programmierung 159

4.4.4 Objektorientierte Programmierung 161

4.5 Literatur 161

5 Grundlagen der Programmierung 163

5.1 Die Arduino-Plattform 165

5.1.1 Enwicklungsumgebung 166

5.1.2 Arduino UNO und kompatible Boards 168

5.1.3 NodeMCU Board 169

5.2 Grundlagen der C-Programmierung 170

5.2.1 Ein erstes Arduino Programm 172

5.2.2 Ausgabe mit printf 177

5.2.3 Wiederholungsschleifen (for, while) 180

5.2.4 Fallunterscheidungen (if ... else) 187

5.2.5 Mehrfach-Fallunterscheidungen (switch) 188

5.2.6 Elementare Datentypen und Ausdrücke 189

5.2.7 Mathematische Standardfunktionen 194

5.2.8 Modularisierung (Funktionen) 195

5.2.9 Lebensdauer und Geltungsbereich 203

5.2.10 Rekursion 205

5.2.11 Höhere Datenstrukturen 208

5.3 Interfacetechnik: Arduino-Befehle 216

5.3.1 Digital I/O 218

5.3.2 Analog I/O 219

5.3.3 Serielle Protokolle 221

5.4 Literatur 223

6 Rechnernetze 225

6.1 Netzwerktopologie 226

6.2 Netzwerkprotokolle 228

6.2.1 Das OSI-Referenzmodell 228

6.2.2 Das TCP/IP-Referenzmodell 230

6.2.3 Feldbusprotokolle 237

6.3 Drahtlosnetzwerke 241

6.3.1 Wireless Personal Area Network (WPAN) 242

6.3.2 Wireless Local Area Network (WLAN) 243

6.3.3 Wireless Wide Area Network (WWAN) 245

6.4 Literatur 246

7 Internet 247

7.1 Grundlagen 247

7.2 Web-Technologien 248

7.2.1 URL: Uniform Resource Locator 248

7.2.2 HTML und XML 251

7.2.3 Skriptsprachen und CGI-Programmierung 254

7.3 Dienste und Anwendungen im Internet 255

7.3.1 World Wide Web (WWW) 255

7.3

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