Moses - Rechnerorganisation

Anzeigesprache

Diese Modulbeschreibung gilt nicht im aktuellen Semester.

Die Modulbeschreibung gilt nur für den Zeitraum SoSe 2021 - SoSe 2022. Die Version für das aktuelle Semester (SoSe 2024) finden Sie hier: Modulbeschreibung des SoSe 2024

Modul / Version:
#40019 / #7

Gültigkeit:
SoSe 2021 - SoSe 2022

Standard-Anzeigesprache:
Deutsch

Titel des Moduls:
Rechnerorganisation

Leistungspunkte:
6

Modulverantwortliche*r:
Gerfers, Friedel

Benotung:
benotet

Prüfungsform:
Portfolioprüfung

Zugehörigkeit

Fakultät:
Fakultät IV

Institut:
Institut für Technische Informatik und Mikroelektronik

Fachgebiet:
34341200 FG Mixed Signal Circuit Design

Prüfungsausschuss:
Keine Angabe

Kontakt

Sekretariat:
EN 4

Ansprechpartner*in:
Kaiser, Tobias Christian

E-Mail-Adresse:
friedel.gerfers@tu-berlin.de

Webseite:

https://www.msc.tu-berlin.de/

Lernergebnisse

Die Studierenden sind in der Lage, programmierbare digitale Systeme in Assembler zu programmieren. Sie können beschreiben, wie ein in einer höheren Programmiersprache geschriebenes Programm in Maschinensprache übersetzt und von einem digitalen System ausgeführt wird. Ferner sind sie in der Lage, die mit der Bearbeitung der Maschinenbefehle einhergehenden logischen Abläufe in einem digitalen System auf der Registertransferebene abzuleiten und Erweiterungen zu entwickeln. Außerdem können die Studierenden die bei digitalen Systemen verwendeten Zahlendarstellungen interpretieren und arithmetischen Operationen mithilfe von zugrunde liegenden Mikroalgorithmen lösen. Sie können den grundsätzlichen Aufbau digitaler Systeme darstellen, einschließlich der Ein-/Ausgabeorganisation, der Speicherhierarchie und der elementaren Strukturprinzipien von Rechnern.

Lehrinhalte

- Grundlagen im Entwurf digitaler Systeme (kombinatorische Logik, Gatter, Wahrheitstabellen, Speicherlemente, endliche Zustandsautomaten) - Grundlegende Technologien und Komponenten einer (sicheren) Rechnerarchitektur - Assemblerprogrammierung: Assemblersprache, Steuerkonstrukte, Adressierungsarten - Rechnerarithmetik: Zahlendarstellungen (Stellenwertsysteme, Fest- und Gleitpunktzahlen) - 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:

Lehrveranstaltungen	Art	Nummer	Turnus	Sprache	SWS	VZ
Rechnerorganisation	VL	0401 L 410	WiSe	Deutsch	2
Rechnerorganisation	UE	0401 L 410	WiSe	Deutsch	2

Arbeitsaufwand und Leistungspunkte

Rechnerorganisation (VL):

Aufwandbeschreibung	Multiplikator	Stunden	Gesamt
Präsenzzeit	15.0	2.0h	30.0h
Vor-/Nachbereitung	15.0	4.0h	60.0h
			90.0h(~3 LP)

Rechnerorganisation (UE):

Aufwandbeschreibung	Multiplikator	Stunden	Gesamt
Präsenzzeit	15.0	2.0h	30.0h
Vor-/Nachbereitung	15.0	4.0h	60.0h
			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 - begleitende wöchentliche Gruppenübungen (Tutorien, z.T. betreute Rechnerzeiten) zur Festigung und Einübung des Stoffes 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:

Grundkenntnisse in C, wie sie im Blockkurs des Moduls "Einführung in die Programmierung" (0432 L 205) in den ersten zwei Vorlesungswochen gelehrt werden

Verpflichtende Voraussetzungen für die Modulprüfungsanmeldung:

Dieses Modul hat keine Prüfungsvoraussetzungen.

Abschluss des Moduls

Benotung

benotet

Prüfungsform

Portfolioprüfung

Art der Portfolioprüfung

100 Punkte insgesamt

Sprache

Deutsch

Prüfungselemente

Name	Punkte	Kategorie	Dauer/Umfang
(Ergebnisprüfung) Hausaufgabe	20	schriftlich	2 Wochen
(Punktuelle Leistungsabfrage) Multiple-Choice-Test	20	schriftlich	45 min
(Punktuelle Leistungsabfrage) Schriftlicher Test	60	schriftlich	60 min

Notenschlüssel

Notenschlüssel »Notenschlüssel 2: Fak IV (2)«

Gesamtpunktzahl	1.0	1.3	1.7	2.0	2.3	2.7	3.0	3.3	3.7	4.0
100.0pt	95.0pt	90.0pt	85.0pt	80.0pt	75.0pt	70.0pt	65.0pt	60.0pt	55.0pt	50.0pt

Prüfungsbeschreibung (Abschluss des Moduls)

* Multiple-Choice-Test über die Grundlagen Digitaldesign und Zahlendarstellung zu Beginn des Semesters * Programmierhausaufgabe über MIPS-Assembler zur Mitte des Semesters * Schriftlicher Test über die Konzepte der zweiten Semesterhälfte am Ende des Semesters

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. Die An- und Abmeldefristen werden in der Vorlesung, auf ISIS und den Fachgebietsseiten 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

Semester:

Zeige auch ausgelaufene Studiengänge und StuPOs

Diese Modulversion wird in folgenden Studiengängen verwendet:

	Studiengang / StuPO	StuPOs	Verwendungen	Erste Verwendung	Letzte 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.