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#40019 / #1

WS 2014/15 - SS 2015

Deutsch

Rechnerorganisation

6

Juurlink, Bernardus

benotet

Schriftliche Prüfung

Zugehörigkeit


Fakultät IV

Institut für Technische Informatik und Mikroelektronik

34341200 FG Mixed Signal Circuit Design

Keine Angabe

Kontakt


EN 4

Kaiser, Tobias Christian

friedel.gerfers@tu-berlin.de

Lernergebnisse

Die Studierenden sind in der Lage, programmierbare digitale Systeme in Assembler zu programmieren. Sie verstehen, wie ein in einer höheren Programmiersprache (wie z. B. C oder Java) geschriebenes Programm in eine Maschinensprache übersetzt und von einem digitalen System ausgeführt werden kann. Ferner sind Sie auch in der Lage, die mit der Bearbeitung der Maschinenbefehle einhergehenden logischen Abläufe in einem digitalen System auf der Registertransferebene nachzuvollziehen und zu erweitern. Sie haben darüber hinaus die Kompetenz, die Funktionalität eines Systems in konstruktiver Weise mittels eines endlichen Automaten oder mittels Mikroprogrammierung festzulegen. Außerdem verfügen sie über Kompetenzen in den bei digitalen Systemen verwendeten Zahlendarstellungen und in den für die arithmetischen Operationen zugrunde liegenden Mikroalgorithmen. Hinzu kommen Kompetenzen im grundsätzlichen Aufbau digitaler Systeme, einschließlich der Ein-/Ausgabeorganisation, und in den elementaren Strukturprinzipien von Rechnern.

Lehrinhalte

- Grundlagen im Entwurf digitaler Systeme (kombinatorische Logik, Gatter, Wahrheitstabellen, Speicherlemente, endliche Zustandsautomaten) - Grundlegende Technologien und Komponenten einer Rechnerarchitektur - Assemblerprogrammierung: Assemblersprache, Steuerkonstrukte, Adressierungsarten - Rechnerarithmetik: Zahlendarstellungen (Stellenwertsysteme, Fest- und Gleitpunktzahlen) - Mikroalgorithmen für arithmetische Operationen - Codes (Ziffern- und Zeichencodes, Codesicherung) - Rechenleistung verstehen und beurteilen (SPEC Benchmarks, Amdahl’s Law) - Aufbau und Funktionsweise eines einfachen Von-Neumann-Rechners - Aufbau und Funktionsweise einer Mehrzyklenimplementierung - Fließbandverarbeitung (Pipelining), Pipelinekonflikte und ihre Lösungen - Speicherhierarchie, Caches, virtueller Speicher - Ein-/Ausgabetechniken (Adressierung, Synchronisation, Direktspeicherzugriff)

Modulbestandteile

Pflichtteil:

Die folgenden Veranstaltungen sind für das Modul obligatorisch:

LehrveranstaltungenArtNummerTurnusSpracheSWSVZ
TechGI 2: RechnerorganisationVL0401 L 410WiSeKeine Angabe2
TechGI 2: RechnerorganisationUE0401 L 410WiSeKeine Angabe2

Arbeitsaufwand und Leistungspunkte

TechGI 2: Rechnerorganisation (VL):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
Präsenzzeit15.02.0h30.0h
Vor-/Nachbereitung15.04.0h60.0h
90.0h(~3 LP)

TechGI 2: Rechnerorganisation (UE):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
Hausaufgaben4.07.5h30.0h
Präsenzzeit15.02.0h30.0h
Vor-/Nachbereitung15.02.0h30.0h
90.0h(~3 LP)
Der Aufwand des Moduls summiert sich zu 180.0 Stunden. Damit umfasst das Modul 6 Leistungspunkte.

Beschreibung der Lehr- und Lernformen

- Vorlesung zur Stoffvermittlung mit begleitenden wöchentlichen Übungen (Tutorien, z.T. betreute Rechnerzeiten) zur Festigung und Einübung des Stoffes - Bearbeitung von Übungsblättern und Programmieraufgaben in Kleingruppen Werkzeug: Simulator und Assembler für einen einfachen Von-Neumann-Rechner (MIPS-Prozessor)

Voraussetzungen für die Teilnahme / Prüfung

Wünschenswerte Voraussetzungen für die Teilnahme an den Lehrveranstaltungen:

Keine

Verpflichtende Voraussetzungen für die Modulprüfungsanmeldung:

1. Voraussetzung
Hausaufgaben im Tutorium Rechnerorganisation

Abschluss des Moduls

Benotung

benotet

Prüfungsform

Schriftliche Prüfung

Sprache

Deutsch

Dauer/Umfang

Keine Angabe

Dauer des Moduls

Für Belegung und Abschluss des Moduls ist folgende Semesteranzahl veranschlagt:
1 Semester.

Dieses Modul kann in folgenden Semestern begonnen werden:
Wintersemester.

Maximale teilnehmende Personen

Dieses Modul ist nicht auf eine Anzahl Studierender begrenzt.

Anmeldeformalitäten

Die Einteilung der Tutorien erfolgt über MOSES in der ersten Vorlesungswoche. Die Prüfungsanmeldung erfolgt über QISPOS und ist erst nach dem erfolgreichen Bestehen der Hausaufgaben möglich. Die An- und Abmeldefristen werden in der Vorlesung bekannt gegeben. Die Lehrmaterialien werden über ISIS bereitgestellt.

Literaturhinweise, Skripte

Skript in Papierform

Verfügbarkeit:  nicht verfügbar

 

Skript in elektronischer Form

Verfügbarkeit:  verfügbar
Zusätzliche Informationen:
Bereitstellung auf der ISIS-Kursseite (http://www.isis.tu-berlin.de)

 

Literatur

Empfohlene Literatur
Bohn, W. F.; Flik, Th. (2006): Zeichen- und Zahlendarstellungen. In: Rechenberg, P.; Pomberger, G.: Informatik-Handbuch. 4. Aufl. München: Hanser
Flik, Th. (2005): Mikroprozessortechnik und Rechnerstrukturen. 7. Aufl. Berlin: Springer
Hoffmann, R. (1993): Rechnerentwurf und Mikroprogrammierung. Oldenbourg (vergriffen). Siehe aber: Hoffmann, R.: Literatur zur LV Prozessorentwurfspraktikum, TU Darmstadt (www)
Patterson, A.P.; Hennessy, J.L. (2005): Rechnerorganisation und –entwurf, Die Hardware/ Software-Schnittstelle. 3. Aufl. München: Elsevier. ISBN: 978-3-8274-1595-0

Zugeordnete Studiengänge


Diese Modulversion wird in folgenden Studiengängen verwendet:

Studiengang / StuPOStuPOsVerwendungenErste VerwendungLetzte Verwendung
Dieses Modul findet in keinem Studiengang Verwendung.

Studierende anderer Studiengänge können dieses Modul ohne Kapazitätsprüfung belegen.

Sonstiges

Die Vorlesung basiert auf: "Patterson, A.P.; Hennessy, J.L. (2005): Rechnerorganisation und –entwurf, Die Hardware/Software-Schnittstelle. 3. Aufl. München: Elsevier. ISBN: 978-3-8274-1595-0". Es wird daher sehr empfohlen, sich dieses Buch zu beschaffen.