Boolesche Funktionen und binäre Schaltungen - Einzelansicht

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Das Seminar wird nach Rücksprache on-line-praesent angeboten. Angemeldete Studierende erhalten einen Link.

Das Seminar dient dazu, Ihre Kenntnisse auf dem Gebiet der Booleschen Funktionen und binäre  Schaltungen zu vertiefen, wenn Sie schon Grundkenntisse auf diesem Gebiet haben oder sich gute  Kenntnisse zu erwerben, falls Sie als Quereinsteiger mit den Masterstudiengang begonnen haben und sich in dieses Gebiet neu einarbeiten möchten.

Boolesche Funktionen und binäre Schaltungen sind eine, wenn nicht die Grundlage der Informatik, der Speicherung,  Verarbeitung und Übertragung digitaler Informationen. Die unübersehbar grosse Anzahl Boolescher Funktionen ist die Grundlage  für die nahezu unbegrenzte Anwendung digitaler Schaltungen.

Digitale Schaltungen sind zunehmend in allen Lebensbereichen präsent und  von Wichtigkeit. Aus meiner Sicht ist es dabei von Bedeutung, dass Sie als Informatiker  gut verstehen, was digitale Schaltungen realisieren. wie sie aus kombinatorischen Schaltungen und Speichern aufgebaut sind, und falls Sie Schaltungen entwerfen  möchten, die Struktur vorgeben und bewerten können  und nicht nur einen Synthesetool anwenden, um ein international  konkurrenzfähiges Produkt zu erhalten.Wichtige Begriffe für Schaltungen sind der erforderliche Flächenaufwand, die Schaltungstiefe im Zusammenhang mit dem zeitverhalten und die Sicherung gegen Fehler. Dabei ist auch  die Patentliteratur zu berücksichtigen.

Für das Gebiet Computational Science ist darüberhinaus eine ausgezeichnet Kenntnis der Computerarithmetik von besonderem Interesse. Sie beschäftigen sich daher im Seminar  mit  Details der Gleitkommaarithmetik, beispielsweise mit Rundungsfehlern und Probleme der Genauigkeit.

Das Seminar soll ihnen dabei helfen, zu erkennen, wo Ihre Stärken und Möglichkeiten auch beim künftigen Entwerfen von konkurreznfähigen  digitalen Schaltungen liegen.

Die nahezu unbegrenzten Möglichkeiten digitale Systeme führt uns in eine Vielzahl ethischer Probleme die aus der persönlichen Sicht des Seminarleiters und Ihrer persönlichen  Sicht angesprochen werden.

Das Seminar wird on-line praesent angeboten. Angem,eldete Studierende erhalten einen Link zu zoom.

Allen Teilnehmerinnen und Teilnehmern wird ein Manuskript im pdf-Vormat bereitgestellt. Für die Vorträge werden Literaturhinweise einschliesslich zu berücksichtigender Patente gegeben, wobei die Literatur durch die Vortragenden eigenständig ergänzt werden. Das Finden geeigneter relevanter Quellen soll von Ihnen als normaler Teil Ihrer künftigen Arbeit erkannt und geübt werden.

Das Seminar wird nach Rücksprache on-line-praesent angeboten. Angemeldete Studierende erhalten einen Link.

Es wird voraussgesetzt, dass die Teilnehmer und Teilnehmerinnen motiviert sind, neben der Teilnahme am Seminar sich auch eigenständig in Teilgebiete Boolescher Funktionen und binäre Schaltunge selbständig einzuarbieten. Eine aktive Teilnahme wird erwartet.

Spezielle Vorkenntnisse sind nicht erforderlich. Vorteilhaft sind elementare Kenntnisse Boolescher Funktionen und Grundkenntnisse der Computerarithmetik. Insbesonder Quereinsteiger, die Ihren Masterstudiengang auf der Grundlage eines Bachelors aus einem anderen Fach beginnen, können das Seminar mit Erfolg besuchen.

Von den Teinehmerinnen und Teilnehmern,  wird ein Vortrag gehalten, der bewertet wird und dessen Zensur 50% der Bewertung ergibt.

Die Teilnehmer und Teilnehmerinnen fertigen eine  Ausarbeitung zu einem vorgegebenen  Thema an, das je nach Vortragsthema, auch über den Vortrag hinausgeht und davon auch unterschiedlich sein kann. Die Ausarbeitung berücksichtigt neben akademischer Literatur auch Patente. Die Bewertung der Ausarbeitung ist 50 % der Note.

Zu jeder Veranstaltung ist eine Zusammenfassung von 1/2 Seite  zu schreiben. Um die Veranstaltung mit Erfolg abzuschliessen, ist es erforderlich, dass zu mindestens 80% der Seminartermine eine Zusammenfassung an den Seminarleiter gechickt worden sind.

Zu jedem Vortrag ist eine eine ausführliche Konsulation per Zoom oder Skype mit dem Seminarleiter vorgesehen, ehe der Vortrag gehalten wird.

Das Seminar beschäftigt sich mit grundlegenden Eigenschaften Boolescher Funktion, binären Schaltung und Anwendungen. Folgenden Themen sollen als Vorlesung durch den Seminarleiter und als Vorträge der Teilnehmer und Teilnehmerinnen behandelt werden:

1. Digitalisierung analoger Werte

2. Boolesche Funktionen. Klassen Boolescher Funktione (lineare Funktionen, montone Funktionen, selbstduale Funktionen, bezüglich Superposition abgeshlossene Funnktionsklassen.

2.Darstellung Boolescher Funktionen. Normalformen wie disjunktive Normalform, konjunktive Normalform, antivalente Normalform, Implikanten, Primmplikanten, Minimisierung.Entscheidungsdiagramme, BDDs

 4. Realisierungen Boolescher Schaltungen. verschiedene Basen, CMOS-Realisierungen, Fehler in binären Schaltungen, Fehlermodelle

Schaltungen zur Fehlererkennung, Scan-Pfad zum Testen Boolescher Schaltungen. Fehlertoleranz.

 5. Spezielle Schaltungen wie verschiedene Addierer, Zähler, Decoder u. a.

 6. Datenkompression und Codierung, Lineare Datenkompression

7.Neuere Entweicklungen wie "in Memory-Computing", M-RAM-Zelle zum gleichzeitigen Speichern  und Verknüpfen von Daten,Patente zum im Memory Computing

 Master-und Batchelor- Studenten und Studentinnen, die Grundkentnisse zu digitalen Systemen und Booleschen Funktionen haben oder erwerben wollen und die in einer Welt digitaler Schaltungen diese Schaltungen verstehen und konkurenzfähig mitentwickeln wollen und die motiviert zu eigener, schöpferischer Arbeit sind.