Technische Informatik Elektronik
Die Elektronik ist für Informatiker ein gutes Beispiel für die informationstechnische Erfassung und Modellierung technischer Sachverhalte. Das Buch führt den Leser in einer mathematisch orientierten, didaktisch ausgefeilten Weise an die Analyse und den En
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eXamen.press ist eine Reihe, die Theorie und Praxis aus allen Bereichen der Informatik für die Hochschulausbildung vermittelt.
Günter Kemnitz
Technische Informatik Band 1: Elektronik
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Prof. Dr. G¨unter Kemnitz Technische Universit¨at Clausthal Institut f¨ur Informatik Clausthal-Zellerfeld Julius-Albert-Str. 4 38678 Clausthal-Zellerfeld [email protected]
ISSN 1614-5216 ISBN 978-3-540-87840-7 e-ISBN 978-3-540-87841-4 DOI 10.1007/978-3-540-87841-4 Springer Heidelberg Dordrecht London New York Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet u¨ ber http://dnb.d-nb.de abrufbar. c Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2009 Dieses Werk ist urheberrechtlich gesch¨utzt. Die dadurch begr¨undeten Rechte, insbesondere die der ¨ Ubersetzung, des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme von Abbildungen und Tabellen, der Funksendung, der Mikroverfilmung oder der Vervielf¨altigung auf anderen Wegen und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Eine Vervielf¨altigung dieses Werkes oder von Teilen dieses Werkes ist auch im Einzelfall nur in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes der Bundesrepublik Deutschland vom 9. September 1965 in der jeweils geltenden Fassung zul¨assig. Sie ist grunds¨atzlich verg¨utungspflichtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberrechtsgesetzes. Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten w¨aren und daher von jedermann benutzt werden d¨urften. Einbandentwurf: Ku¨ nkelLopka, Werbeagentur Heidelberg Printed on acid-free paper Springer ist Teil der Fachverlagsgruppe Springer Science+Business Media (www.springer.com)
Ich danke allen, die bei der Entstehung des Buches geholfen haben, meiner Familie und meinen Kollegen, die mir die Zeit dafür gelassen haben, und meinen Studenten und Mitarbeitern für die vielen interessanten Gespräche, Anregungen und Fragen. Mein besonderer Dank geht an Alex für seinen Durchhaltewillen und an Carsten für seine tatkräftige Unterstützung.
Vorwort
Was ist Technische Informatik? Unter der Technischen Informatik werden zwei Gebiete verstanden: • •
technische Anwendungen der Informatik und die technische Basis der Informatik.
Diese beiden Gebiete repräsentieren unterschiedliche Denkwelten. Die Anwendung der Informatik in der Technik umfasst die informationstechnische Erfassung, Modellierung und Steuerung technischer Systeme. Ein Modell in der Informatik besteht aus Zahlen und Algorithmen. Technische Systeme werden durch Gleichungssysteme oder Differenzialgleichungssysteme angenähert. Sie verhalten sich oft nichtlinear, zum Teil auch nicht deterministisch. Ihre informationstechnische Erfassung und Modellierung ist immer ein Kompromiss zwisc
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