Grundlagen der Rechnerarchitektur und -organisation (GRa)5 ECTS
(englische Bezeichnung: Foundations of Computer Architecture and Organization)
(Prüfungsordnungsmodul: Grundlagen der Rechnerarchitektur und -organisation)

Lehrveranstaltungen:

• • Grundlagen der Rechnerarchitektur und -organisation
    (Vorlesung, 2 SWS, Dietmar Fey, Mo, 10:15 - 11:45, H11)
  • Übungen zu Grundlagen der Rechnerarchitektur und -organisation
    (Übung, 2 SWS, Franz Richter-Gottfried)

Inhalt:

Ziel der Vorlesung ist, die Grundlagen beim Aufbau eines Rechners zu vermitteln. Dies beinhaltet die Grundkomponenten, wie das Leitwerk, das Rechenwerk, das Speicherwerk und das Ein-/Ausgabewerk. Ausgehend vom klassischen von Neumann-Rechner wird der Bogen bis zu den Architekturen moderner Rechner und Prozessoren geschlagen.

Grundprinzipien der Ablaufstuerung bei der Berarbeitung von Befehlen werden ebenso behandelt wie Aufbau und Funktionsweise eines Caches und die Architektur von Speichern im Allgemeinen. Das Konzept der Mikroprogrammierung wird erläutert. Ferner wird der Einstieg in die hardwarenahe Programmierung moderner CPUs mittels Assembler vorgestellt und erprobt. Aufbau und Funktionsweise peripherer Einheiten und Bussysteme werden ebenfalls behandelt.

Die Studierenden sollen am Ende der Vorlesung den Aufbau und die Funktionsweise der Architektur eines Rechners, z.B. eines PCs, und des darin enthaltenen Prozessors nicht nur kennen, sondern auch die Gründe für deren Zustandekommen verstanden haben.

Lernziele und Kompetenzen:

Nach dem Besuch der Lehrveranstaltung kennen die Studierenden die Grundkomponenten eines Rechners, z. B. eines PCs, und können diese auch im Zusammenspiel als Gesamtsystem erklären, sowie die Eigenheiten verschiedener Architekturen diskutieren. Sie können die Funktionsweise von Grundkomponenten wie Leitwerk, Rechenwerk, Speicherwerk, Ein-/Ausgabewerk, Bussystemen, sowie peripherer Komponenten erläutern und in die Struktur eines Computerssystems einordnen. Sie kennen den Aufbau von Caches, bzw. von Speichern im Allgemeinen und verstehen die Funktionsweise der Ablaufstuerung, insbesondere in Bezug auf die Abarbeitung von Befehlen. Weiterhin können die Studierenden Konzepte der Mikroprogrammierung unterscheiden, sowie hardwarenahe Programme in Assembler verstehen, modifizieren und erstellen.

Literatur:

Hennessy/Patterson: Computer Architecture - A quantitative approach, 4.Auflage, 2006, MorganKaufmann.
Patterson/Hennessy: Computer Organization & Design, 4.Auflage, 2008, MorganKaufmann.
Stallings, Computer Organization & Architecture, 8.Auflage, 2009, Prentice Hall.
Märtin, Rechnerarchitekturen, 2001, Fachbuchverlag Leipzig.

Organisatorisches:

Scheinerwerb durch Klausur

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:

1. Informations- und Kommunikationstechnik (Bachelor of Science): 2. Semester
   (Po-Vers. 2009 | Grundlagen- und Orientierungsprüfung | Wahlpflichtmodule GOP | Grundlagen der Rechnerarchitektur und -organisation)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Grundlagen der Rechnerarchitektur und -organisation (Vorlesung mit Übungen) (Prüfungsnummer: 30801)

Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 90, benotet

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

weitere Erläuterungen:
Bonuspunkte für die erfolgreiche Bearbeiung der Übungsaufgaben werden auf die Klausur angerechnet

Erstablegung: SS 2015, 1. Wdh.: WS 2015/2016

1. Prüfer:

Dietmar Fey

Termin: 24.09.2015, 13:30 Uhr, Ort: s. Aushang
Termin: 08.02.2016, 13:30 Uhr, Ort: s. Aushang
Termin: 28.09.2016, 11:00 Uhr, Ort: Tentoria
Termin: 13.02.2017, 10:30 Uhr, Ort: H 11