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Digitaltechnik

Modulbezeichnung:
Bezeichnung des Moduls innerhalb des Studiengangs. Sie soll eine präzise und verständliche Überschrift des Modulinhalts darstellen.
Digitaltechnik
Studiengang:
Studiengang mit Beginn der Gültigkeit der betreffenden ASPO-Anlage/Studienordnung des Studiengangs, in dem dieses Modul zum Studienprogramm gehört (=Start der ersten Erstsemester-Kohorte, die nach dieser Ordnung studiert).
Technische Informatik, Bachelor, SO 01.10.2026
Code: TIB-DIGI
SWS/Lehrform:
Die Anzahl der Semesterwochenstunden (SWS) wird als Zusammensetzung von Vorlesungsstunden (V), Übungsstunden (U), Praktikumsstunden (P) oder Projektarbeitsstunden (PA) angegeben. Beispielsweise besteht eine Veranstaltung der Form 2V+2U aus 2 Vorlesungsstunden und 2 Übungsstunden pro Woche.
2V+1P (3 Semesterwochenstunden)
ECTS-Punkte:
Die Anzahl der Punkte nach ECTS (Leistungspunkte, Kreditpunkte), die dem Studierenden bei erfolgreicher Ableistung des Moduls gutgeschrieben werden. Die ECTS-Punkte entscheiden über die Gewichtung des Fachs bei der Berechnung der Durchschnittsnote im Abschlusszeugnis. Jedem ECTS-Punkt entsprechen 30 studentische Arbeitsstunden (Anwesenheit, Vor- und Nachbereitung, Prüfungsvorbereitung, ggfs. Zeit zur Bearbeitung eines Projekts), verteilt über die gesamte Zeit des Semesters (26 Wochen).
2
Studiensemester: 2
Pflichtfach: ja
Arbeitssprache:
Deutsch
Studienleistungen (lt. Studienordnung/ASPO-Anlage):
Praktikum
Prüfungsart:
Klausur, 120 min


[letzte Änderung 21.04.2026]
Verwendbarkeit / Zuordnung zum Curriculum:
Alle Studienprogramme, die das Modul enthalten mit Jahresangabe der entsprechenden Studienordnung / ASPO-Anlage.

TIB-DIGI Technische Informatik, Bachelor, SO 01.10.2026 , 2. Semester, Pflichtfach
Arbeitsaufwand:
Der Arbeitsaufwand des Studierenden, der für das erfolgreiche Absolvieren eines Moduls notwendig ist, ergibt sich aus den ECTS-Punkten. Jeder ECTS-Punkt steht in der Regel für 30 Arbeitsstunden. Die Arbeitsstunden umfassen Präsenzzeit (in den Vorlesungswochen), Vor- und Nachbereitung der Vorlesung, ggfs. Abfassung einer Projektarbeit und die Vorbereitung auf die Prüfung.

Die ECTS beziehen sich auf die gesamte formale Semesterdauer (01.04.-30.09. im Sommersemester, 01.10.-31.03. im Wintersemester).
Die Präsenzzeit dieses Moduls umfasst bei 15 Semesterwochen 45 Veranstaltungsstunden (= 33.75 Zeitstunden). Der Gesamtumfang des Moduls beträgt bei 2 Creditpoints 60 Stunden (30 Std/ECTS). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 26.25 Stunden zur Verfügung.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
Keine.
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
Modulverantwortung:
Prof. Dr. Albrecht Kunz
Dozent/innen:
Prof. Dr. Albrecht Kunz


[letzte Änderung 21.04.2026]
Lernziele:
Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage,
 
  - digitale Schaltnetze und einfache Schaltwerke zu analysieren, zu entwerfen und zu realisieren (im Praktikum),
 
  - grafische (KV-Diagramme) und algorithmische (Quine-McCluskey) Verfahren zur Minimierung boolescher Funktionen
    anzuwenden,
 
  - Zahlen zwischen Dezimal-, Dual-, Oktal- und Hexadezimalsystem umzurechnen und Rechnungen im Dualsystem
    durchzuführen,
 
  - den Aufbau und die Funktionsweise von Flip-Flops, Registern und Zählern zu erklären,
 
  - Rechen-, Auswahl- und Wandlerschaltungen (Addierer, Subtrahierer, MUX, AD/DA) zu verstehen,
 
  - einfache digitale Schaltungen im Praktikum zu simulieren, aufzubauen und deren Funktionalität zu überprüfen,
    im Praktikum in kleinen Gruppen kooperativ zu arbeiten, technische Aufgabenstellungen zu diskutieren und im Team
    umzusetzen.


[letzte Änderung 02.02.2026]
Inhalt:
1. Einführung und Grundlagen der Digitaltechnik
   - Digitale Signale, Schaltnetze und Schaltwerke
   - Bedeutung für Informatik und Rechnerarchitekturen
 
2. Mathematische Grundlagen der Digitaltechnik
   - Boolesche Funktionen und boolesche Algebra
   - Zahlensysteme: Dezimal, Dual, Oktal, Hexadezimal
   - Dualarithmetik: Addition, Subtraktion, Multiplikation, Division
 
3. Codierverfahren
   - Zweck und Motivation von Codierungen
   - Wichtige Codes, u.a. BCD, Gray, ASCII
 
4. Darstellung, Synthese und Analyse boolescher Funktionen
   - Disjunktive und konjunktive Normalform
   - Grafische Minimierung mit KV-Diagrammen
   - Algorithmische Minimierung nach Quine-McCluskey
 
5. Optimierung von Schaltnetzen
   - Logikgatter und deren Verknüpfung
   - NAND- und NOR-Gatter als universelle Gatter
 
6. Flip-Flop-Schaltungen
   - Aufbau und Funktionsweise von Flip-Flops
   - Taktzustands- und taktflankengesteuerte Flip-Flops
 
7. Register- und einfache Zähler
   - Synchrone vs. asynchrone Zähler
   - Entwurfsbeispiele
 
8. Rechenschaltungen
   - Halb- und Volladdierer
   - Subtrahierschaltungen
 
9. Digitale Auswahl- und Verbindungsschaltungen
   - Multiplexer, Demultiplexer
   - Analog-Digital- und Digital-Analog-Wandler (AD/DA)


[letzte Änderung 02.02.2026]
Weitere Lehrmethoden und Medien:
Skript, Präsentation mit Tafel und Beamer während der Vorlesung und ßbung, Verwendung von Laborequipment (Signalgenerator, Oszilloskop, digitale Multifunktionsmessgeräte, Einplatinenrechner) während des Praktikums

[letzte Änderung 12.01.2026]
Literatur:
Bertel, Thomas; Kunz, Albrecht: Digitaltechnik: Grundlagen, GRIN Verlag, 2013
Fricke, Klaus: Digitaltechnik - Lehr- und Übungsbuch für Elektrotechniker und Informatiker, Springer Vieweg Verlag, 2023
Harris, Sarah; Harris, David: Digital Design and Computer Architecture, RISC-V Edition: RISC-V Edition, Morgan Kaufmann / Elsevier, 2021
Beuth, Klaus: Digitaltechnik (Elektronik): Elektronik 4, Vogel Verlag, 2019
Meuth, Hermann: Digitaltechnik: Eine anschauliche und moderne Einführung, VDE Verlag, 2025
Tietze, Ulrich; Schenk, Christoph: Halbleiter-Schaltungstechnik, Springer Verlag, 2019


[letzte Änderung 30.04.2026]
 
[Thu Jun  4 00:26:47 CEST 2026, CKEY=td, BKEY=tib, CID=TIB-DIGI, LANGUAGE=de, DATE=04.06.2026]