Technische Informatik (Wintersemester 2004/2005)
Dozent:
Allgemeine Information
- Semesterwochenstunden: 4
- ECTS: 6
- Benotet:
Ja
- Einschreibefrist: 01.01.1970
- Lehrform:
- Belegungsart: Wahlpflichtmodul
Studiengänge
- IT-Systems Engineering BA
Beschreibung
Die Vorlesung führt in die Grundlagen der Rechnerarchitektur ein.
1. Ein elementarer Rechner (2 Wochen)
Rechnen als Ändern von Speicherinhalten, Rechenwerk, Programmspeicher,
Datenspeicher.
2. V. Neumann-Rechner (1 Woche)
Grundbestandteile des von Neumann-Rechners (CPU, Speicher, Busse,
IO-Einheit), v. Neumannsche Variable, Befehlszyklus und Datentransporte.
3. Schrittweiser Aufbau eines Rechners aus seinen technischen
Grundkomponenten (2 1/2 Wochen)
Register, Schieberegister, Zähler, Decoder, SRAM, DRAM, Register Transfer und
Datenpfad, Mikrooperationen, Wechselwirkung zwischen Datenpfad und
Steuerautomat, Steuerung und Ablauffolge, Beispiel Multiplikator, CPU-
Struktur.
4. Festkommaarithmetik (1 1/2 Wochen)
Zweierkomplement, Einerkomplement, Addition und Subtraktion,
Zusammenhang zur Hardware.
5. Addierer (1 Woche)
Ripple-Adder, Carry-look-ahead Adder, verschiedene Implementierungen von
Addierern, Fehlererkennung in Addierern
6. Floating-Point Arithmetik (1 Woche)
Floating-Point Arithmetik für Addition und Multiplikation, Rundungsverfahren,
IEEE-Standard.
7. Zusammenhang zwischen gewähltem Instruktionssatz und Datenpfad am
Beispiel des MIPS Prozessors (2 Wochen)
Instruktionstypen im Assembler und Maschinencode, verschiedene
Adressierungsarten, Abbildung des Instruktionssatzes auf die
Computerhardware, Einzyklus- und Mehrzykluslösung für den Datenpfad.
8. Speicherhierarchie (2 Wochen)
Register Set - Cache - Hauptspeicher - virtueller Speicher, Lokalität
von Programmen, direkte Abbildung, Ersetzungsstrategien, Prinzipien
paralleler Speicher.
9. Pipeline-Prinzip (1 Woche)
Pipelining und Parallelitä für sequentielle Funktionen,
Pipeline-Prinzip für Befehlszyklus und Arithmetik.
www.ift.cs.uni-potsdam.de/agfr/deutsch/tgi04.html
Literatur
Die Vorlesung verwendet teilweise das Buch von Mano, M. and R. Kime: Logic and
Computer Design Fundamentals, Pretice Hall, 2001.
Die Vorlesung orientiert sich an dem Buch Hennessy, J. L., Patterson, D. A.,
"Computer Organization and Design", Morgan Kaufmann Publishers, San
Francisco, 1997, das in der UB in mehreren Exemplaren vorhanden ist und Mano,
M., Kime, Ch. Logic and Computer Design Fundamentals, Prentice Hall, 2001.
Im Laufe des Semesters wird Begleitmaterial zur Vorlesung zum Download
bereitgestellt.
Lern- und Lehrformen
Umfang: 2 SWS Vorlesung, 2 SWS Übung (abwechselnd eine Woche Rechnerübungen
und eine Woche normale Übungen)
Leistungserfassung
- Bei der Lösung der Übungsaufgaben müssen 50% der Punkte aller bewerteten
Aufgaben erreicht werden, um zur Klausur zugelassen zu werden.
(Rechnerübungen und normale Übungen werden getrennt gewertet)
- In der ersten Woche der vorlesungsfreien Zeit wird die Semesterklausur
geschrieben.
- Die Note für die Lehrveranstaltung „Grundlagen der technischen
Informatik II“ ergibt sich aus der Klausurnote.
Belegungsfrist 22.Oktober 2004
Zurück
