Hasso-Plattner-Institut
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Technische Informatik (Wintersemester 2004/2005)

Dozent:

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.

http://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

Allgemeine Information

  • Semesterwochenstunden : 4
  • ECTS : 6
  • Benotet : Ja
  • Einschreibefrist : 01.01.1970
  • Programm : IT-Systems Engineering BA
  • Lehrform :
  • Belegungsart : Wahl

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