Lehrinhalte
Nach einem Überblick über die grundsätzliche Funktion, Struktur, Arbeitsweise und Programmierung eines Prozessors werden zunächst grundlegende Logikbausteine und deren Verknüpfungsmöglichkeiten eingeführt. Dazu implementieren die Studierenden komplexe Digitalsysteme mittels eines Simulations-Tools. Darauf aufbauend werden Grundlagen der Rechnerarithmetik samt Zahlendarstellungen bis zum Entwurf und zu Realisierungsmöglichkeiten eines Rechenwerkes betrachtet. Es folgen der Befehlssatz, der Datenpfad und das Steuerwerk mit Entwurfsgesichtspunkten für verschiedene Architekturen. Es werden die Programmierung von einfachen iterativen und rekursiven Algorithmen in Assembler vertieft, grundlegende Programmierkonventionen erlernt und der praktische Umgang mit einem Assembler-Runtime-Simulator geübt.
Nach der Betrachtung der Speicherhierarchie und -verwaltung wird dann auf Metriken zur Leistungsmessung von Rechnersystemen eingegangen. Ein wichtiger Punkt zum Abschluss ist die Kopplung von Prozessor und Peripherie. Dazu werden Einblicke in aktuelle Controller-Familien vermittelt.
Das Modul enthält auch Inhalte zur gesellschaftlichen Verantwortung und Nachhaltigkeit bzw. zur Technikfolgenabschätzung, insbesondere:
- Energiesparende Systeme und Edge-Computing
- Ambient Sensing und Schutz der Privatsphäre
