621.700 (16W) Rechnerorganisation

Wintersemester 2016/17

Anmeldefrist abgelaufen.

Erster Termin der LV
05.10.2016 10:00 - 12:00 , HS 10
... keine weiteren Termine bekannt

Überblick

Lehrende/r
LV Nummer Südostverbund
INA06001UL
LV-Titel englisch
Computer Organization
LV-Art
Vorlesung
Semesterstunde/n
2.0
ECTS-Anrechungspunkte
2.0
Anmeldungen
145
Organisationseinheit
Unterrichtssprache
Deutsch
LV-Beginn
01.10.2016
eLearning
zum Moodle-Kurs

LV-Beschreibung

Inhalt/e

Die Lehrveranstaltung vermittelt wichtige technische Grundlagen, den Aufbau, die Konzepte und die Funktionsweise moderner digitaler Rechner (Einprozessorsysteme). Heutige Rechnerstrukturen werden systematisch im Kleinen (z.B. Bausteine, Datenpfad, Befehlsabarbeitung) wie im Grossen (Rechneraufbau, Hardware-Software-Interaktion) dargestellt. Maschinenorientierte Programmierung ergänzt diese Darstellung. Vertieft und konkretisiert werden die Inhalte durch das begleitende Praktikum, das z.B. umfasst: Papier&Bleistift-Aufgaben, Assembler-Programmierung, ggf. Prozessor- und Cache-Simulationen, Leistungsbewertungen von Programmen.

Themen

  • Was ist Rechnerarchitektur?
  • Überlegungen zu Befehlssatzarchitektur und Leistung
  • Assemblerprogrammierung
  • Prozessor -- grundlegender Aufbau und Arbeitsweise: Schaltnetze und -werke, Datenpfad, Leitwerk, Mikroprogrammierung
  • Prozessor -- moderne Techniken: Pipelining, Superskalarität, VLIW
  • Speicherhierarchie und -organisation (Hauptspeicher, Caches)
  • Busse und Grundlagen der E/A
  • Ausgewähltes Kapitel (z.B. Hardware-Software-Interaktion, Microcontroller)
  • Laufende Beispiele für Prozessoren: SGI MIPS (für RISC) und Intel-Prozessoren (für CISC)

Lehrziel

Die Studierenden sollen - ein grundlegendes Verständnis fuer ihr tägliches Werkzeug, den modernen Rechner, mit seinen Möglichkeiten und Beschränkungen entwickeln; - Komponenten, Organisation und Arbeitsweise moderner Rechner kennenlernen; - maschinenorientierte Programmierung (Assembler) kennenlernen und üben; - die Interaktion von Hardware und Software in einem modernen Rechner verstehen; - Leistungsengpässe heutiger Rechner verstehen und berücksichtigen und ggf. Leistungsoptimierungen an ihren Programmen vornehmen können, z.B. durch verbesserte Datenlokalität (Cache-Nutzung).

Erwartete Vorkenntnisse

Die Grundlagen von Schaltnetzen und Schaltwerken sowie der Zahlendarstellung und Arithmetik wurden bereits in einer anderen LV behandelt.

Sonstige Studienbehelfe

Kopien der Vorlesungsfolien werden am Web zur Verfügung gestellt (Moodle-Kurs).

Literatur

David A. Patterson, John L. Hennessy: Computer Organization and Design -- The Hardware/Software Interface. 4th Edition. Elsevier - Morgan Kaufmann 2009. (Deutsche Übersetzung) David A. Patterson, John L. Hennessy: Rechnerorganisation und -entwurf -- Die Hardware/Software-Schnittstelle. 3. Auflage. Elsevier/Spektrum 2005.

Prüfungsinformationen

Beurteilungskriterien/-maßstäbe

Schriftliche Prüfung (teilweise mit Unterlagen)

Beurteilungsschema

Note/Grade Benotungsschema

Position im Curriculum

  • Bachelor-Lehramtsstudium Bachelor Unterrichtsfach Informatik (SKZ: 414, Version: 15W.2)
    • Fach: Grundlagen der Informatik (AAU) (Wahlfach)
      • INA.006 Rechnerorganisation ( 2.0h VO / 2.0 ECTS)
        • 621.700 Rechnerorganisation (2.0h VO / 2.0 ECTS)
          Absolvierung im 3. Semester empfohlen
  • Lehramtsstudium Unterrichtsfach Informatik und Informatikmanagement (SKZ: 884, Version: 04W.7)
    • 1.Abschnitt
      • Fach: Praktische und Technische Informatik (LI 1.3) (Pflichtfach)
        • Rechnerorganisation ( 2.0h VO / 2.0 ECTS)
          • 621.700 Rechnerorganisation (2.0h VO / 2.0 ECTS)
  • Bachelorstudium Angewandte Informatik (SKZ: 511, Version: 12W.1)
    • Fach: Technische Grundlagen und Systemsoftware (Pflichtfach)
      • Rechnerorganisation ( 2.0h VO / 2.0 ECTS)
        • 621.700 Rechnerorganisation (2.0h VO / 2.0 ECTS)
          Absolvierung im 3. Semester empfohlen
  • Bachelorstudium Informatik (SKZ: 521, Version: 09W.3)
    • Fach: Technische Grundlagen und Systemsoftware (Pflichtfach)
      • Rechnerorganisation ( 2.0h VO / 2.0 ECTS)
        • 621.700 Rechnerorganisation (2.0h VO / 2.0 ECTS)
  • Bachelorstudium Informatik (SKZ: 521, Version: 03W.1)
    • Fach: Technische Grundlagen und Systemsoftware (Pflichtfach)
      • Rechnerorganisation ( 2.0h VO / 2.0 ECTS)
        • 621.700 Rechnerorganisation (2.0h VO / 2.0 ECTS)
  • Diplomstudium Informatik (SKZ: 880, Version: 02W)
    • 2.Abschnitt
      • Fach: Technische Grundlagen und Systemsoftware (Pflichtfach)
        • Rechnerorganisation ( 2.0h VO / 2.0 ECTS)
          • 621.700 Rechnerorganisation (2.0h VO / 2.0 ECTS)
  • Bachelorstudium Informationstechnik (SKZ: 289, Version: 12W.2)
    • Fach: Computer- und Netzwerktechnik (Pflichtfach)
      • Rechnerorganisation ( 2.0h VO / 3.0 ECTS)
        • 621.700 Rechnerorganisation (2.0h VO / 3.0 ECTS)
          Absolvierung im 3. Semester empfohlen
  • Bachelorstudium Informationstechnik (SKZ: 289, Version: 09W.2)
    • Fach: Computer- und Netzwerktechnik (Pflichtfach)
      • Rechnerorganisation ( 2.0h VO / 3.0 ECTS)
        • 621.700 Rechnerorganisation (2.0h VO / 3.0 ECTS)
  • Bachelorstudium Informationstechnik (SKZ: 289, Version: 06W.1)
    • Fach: Computer-, Netzwerk - und Regelungstechnik (Pflichtfach)
      • Rechnerorganisation ( 2.0h VO / 3.0 ECTS)
        • 621.700 Rechnerorganisation (2.0h VO / 3.0 ECTS)
  • Erweiterungscurriculum Vertiefung der Informatik (Version: 16W.1)
    • Fach: Technische Informatik (Wahlfach)
      • Rechnerorganisation ( 0.0h VO / 2.0 ECTS)
        • 621.700 Rechnerorganisation (2.0h VO / 2.0 ECTS)

Gleichwertige Lehrveranstaltungen im Sinne der Prüfungsantrittszählung

Wintersemester 2019/20
  • 621.700 VO Rechnerorganisation (2.0h / 2.0ECTS)
Wintersemester 2018/19
  • 621.700 VO Rechnerorganisation (2.0h / 2.0ECTS)
Wintersemester 2017/18
  • 621.700 VO Rechnerorganisation (2.0h / 2.0ECTS)
Wintersemester 2015/16
  • 621.700 VO Rechnerorganisation (2.0h / 2.0ECTS)
Wintersemester 2014/15
  • 621.700 VO Rechnerorganisation (2.0h / 2.0ECTS)
Wintersemester 2013/14
  • 621.700 VO Rechnerorganisation (2.0h / 2.0ECTS)
Wintersemester 2012/13
  • 621.700 VO Rechnerorganisation (2.0h / 2.0ECTS)
Wintersemester 2011/12
  • 621.700 VO Rechnerorganisation (2.0h / 2.0ECTS)
Wintersemester 2010/11
  • 621.700 VO Rechnerorganisation (2.0h / 2.0ECTS)
Wintersemester 2009/10
  • 621.700 VO Rechnerorganisation (2.0h / 2.0ECTS)