Version 1.0.0 (2025-01-05): ZPG Material
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= Technische Informatik
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|Zuordnung| Rechner und Netze
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|Klassenstufe| Kursstufe BF und LF
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|Bildungsplanbezug | BF, LF
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|Werkzeug| MICROSIM, Logicsim, MiniJava, Minetest
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|Autoren| T. Schaller
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== Inhalt
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Das Material beschreibt einen Unterrichtsgang und Hintergrundinformationen zur technischen Informatik beginnend mit der historischen Entwicklung der Rechenmaschine über Transistoren, logische Schaltungen, RS- und D-Flipflop bis zum Halb- und Volladdierer und anschließend zum 8-Bit-Addierwerk.
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## Themen
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- Historische Entwicklung der Rechenmaschine
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- Transistoren und CMOS-Schaltungen
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- elementare Gatter (NOT,AND,OR, NAND)
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- logische Bauteile aus CMOS-Bausteinen
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- Torsteuerung
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- RS-Flipflop
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- D-Flipflop
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- Halbaddierer
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- Volladdierer
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- 8-Bit-Addierwerk
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- Registermaschine
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- Unterrichtsgang zu Assembler-Programmierung in MICROSIM
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- von-Neumann-Rechner
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== Bildungsplan-Bezüge
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=== 3.1.3 Rechner und Netze - Basisfach
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- (8) Aufbau, Funktionsweise (unter anderem Befehlszyklus) und Komponenten (unter
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anderem Adressbus, Datenbus, Rechenwerk, Register, Steuerwerk, Speicherwerk) einer Von-
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Neumann-Modellmaschine beschreiben
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- (9) Mikroprogramme für Assemblerbefehle (zum Beispiel ADD, SUB, JMP) in einer
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Simulationsumgebung implementieren
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=== 3.1.3 Rechner und Netze - Leistungsfach
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- (2) Aufbau und Funktion von Halbaddierer und Volladdierer beschreiben und daraus in einer
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Simulationsumgebung einen Mehrbitaddierer erstellen
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- (3) Aufbau und Funktion eines bistabilen Bauteils (zum Beispiel Latch, Flipflop) als Beispiel für einen
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1-Bit-Speicher beschreiben und in einer Simulationsumgebung SR-Latch und D-Latch erstellen
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- (8) Aufbau, Funktionsweise (unter anderem Befehlszyklus) und Komponenten (unter
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anderem Adressbus, Datenbus, Rechenwerk, Register, Steuerwerk, Speicherwerk) einer Von-
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Neumann-Modellmaschine beschreiben
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- (9) Mikroprogramme für Assemblerbefehle (zum Beispiel ADD, SUB, JMP) in einer
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Simulationsumgebung implementieren
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- (10) Assembler-Programme für eine Von-Neumann-Modellmaschine (zum Beispiel Multiplikation
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natürlicher Zahlen) in einer Simulationsumgebung implementieren
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= Material :
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= Technische Informatik
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|Zuordnung|
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|Zuordnung| Rechner und Netze
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|Klassenstufe| Kursstufe BF und LF
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|Bildungsplanbezug |
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|Bildungsplanbezug | BF, LF
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|Werkzeug|
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|Werkzeug| MICROSIM, Logicsim, MiniJava, Minetest
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|Autoren|
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|Autoren| T. Schaller
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== Inhalt
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Das Material beschreibt einen Unterrichtsgang und Hintergrundinformationen zur technischen Informatik beginnend mit der historischen Entwicklung der Rechenmaschine über Transistoren, logische Schaltungen, RS- und D-Flipflop bis zum Halb- und Volladdierer und anschließend zum 8-Bit-Addierwerk.
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## Themen
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- Historische Entwicklung der Rechenmaschine
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- Transistoren und CMOS-Schaltungen
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- elementare Gatter (NOT,AND,OR, NAND)
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- logische Bauteile aus CMOS-Bausteinen
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- Torsteuerung
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- RS-Flipflop
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- D-Flipflop
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- Halbaddierer
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- Volladdierer
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- 8-Bit-Addierwerk
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- Registermaschine
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- Unterrichtsgang zu Assembler-Programmierung in MICROSIM
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- von-Neumann-Rechner
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== Bildungsplan-Bezüge
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=== 3.1.3 Rechner und Netze - Basisfach
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- (8) Aufbau, Funktionsweise (unter anderem Befehlszyklus) und Komponenten (unter
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anderem Adressbus, Datenbus, Rechenwerk, Register, Steuerwerk, Speicherwerk) einer Von-
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Neumann-Modellmaschine beschreiben
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- (9) Mikroprogramme für Assemblerbefehle (zum Beispiel ADD, SUB, JMP) in einer
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Simulationsumgebung implementieren
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=== 3.1.3 Rechner und Netze - Leistungsfach
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- (2) Aufbau und Funktion von Halbaddierer und Volladdierer beschreiben und daraus in einer
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Simulationsumgebung einen Mehrbitaddierer erstellen
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- (3) Aufbau und Funktion eines bistabilen Bauteils (zum Beispiel Latch, Flipflop) als Beispiel für einen
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1-Bit-Speicher beschreiben und in einer Simulationsumgebung SR-Latch und D-Latch erstellen
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- (8) Aufbau, Funktionsweise (unter anderem Befehlszyklus) und Komponenten (unter
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anderem Adressbus, Datenbus, Rechenwerk, Register, Steuerwerk, Speicherwerk) einer Von-
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Neumann-Modellmaschine beschreiben
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- (9) Mikroprogramme für Assemblerbefehle (zum Beispiel ADD, SUB, JMP) in einer
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Simulationsumgebung implementieren
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- (10) Assembler-Programme für eine Von-Neumann-Modellmaschine (zum Beispiel Multiplikation
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natürlicher Zahlen) in einer Simulationsumgebung implementieren
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