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Home Lehre Lehrveranstaltungen SS 2012 Rechnerarchitektur (Deutsch)

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Homepage des Kurses Rechnerarchitektur im Sommersemester 2012

Aktuelles

  • Die Einsicht zum zweiten Klausurtermin findet am 30.10.2012 von 10:00 bis 12:00 Uhr im Raum E18, Gebäude OH16 statt.

Termine


ZeitRaumDozent
Vorlesung Di 12:00-14:00 Uhr OH14, E23 Prof. Dr. Peter Marwedel, Prof. Dr. Gernot Fink
Do 10:00-12:00 Uhr OH14, E23 Prof. Dr. Peter Marwedel, Prof. Dr. Gernot Fink
Übung Mo 10:15-11:45 Uhr OH16, R205 Timon Kelter
Mo 12:15-13:45 Uhr OH16, R205 Timon Kelter
Fr 12:15-13:45 Uhr OH14, E02 Florian Gürster
Fr 14:15-15:45 Uhr OH14, E02 Florian Gürster

Lerninhalte und Ziele

In dieser Vorlesung werden fortgeschrittene Konzepte der Rechnerarchitektur vorgestellt. Am Anfang steht ein breiter Überblick über mögliche Programmiermodelle, wie sie für Universalrechner (z.B. MIPS-Architektur) und aber auch spezielle Maschinen (z.B. Signalprozessoren) entwickelt wurden.

Anschließend werden prinzipielle Aspekte der Mikroarchitektur von Prozessoren behandelt. Der Schwerpunkt liegt hierbei insbesondere auf dem sogenannten Pipelining und den in diesem Zusammenhang angewandten Methoden zur Beschleunigung der Befehlsausführung.

Im letzten Abschnitt werden Rechensysteme mit mehr als einem Prozessor bzw. mehreren Recheneinheiten betrachtet. Ausgehend von der nebenläufigen Verarbeitung mit Hilfe von sogenannten Threads werden Architekturen mit unterschiedlichem Kopplungsgrad zwischen den Berechnungs- und den verwendeten Speichereinheiten vorgestellt, wie z.B. Multi-Core-Systeme, Multiprozessoren und Cluster-Rechner.

Folien

TerminVortragenderTitelFolien
3.04.2012 Marwedel Definitionen, Rechnerbewertung, RISC, CISC, Organisation PowerPoint, PDF
5.04.2012 Marwedel DSP PowerPoint, PDF
10.04.2012 Marwedel Netzwerk-Prozessoren+CRC PowerPoint, PDF
12.04.2012 Marwedel EPIC/VLIW PowerPoint, PDF
17.04.2012 Marwedel Vektorrechner & Multimediaerweiterungen PowerPoint, PDF
19.04.2012 Marwedel Graphikprozessoren (GPUs) PowerPoint, PDF
Timm PowerPoint, PDF
24.04.2012 Marwedel ASIPs/Abstrakte Maschinen/Nicht-von-Neumann-Maschinen, PowerPoint, PDF
Energieeffizienz PowerPoint, PDF
26.04.2012 Marwedel Realisierung elementarer Datentypen PowerPoint, PDF
03.05.2012 Marwedel Realisierung elementarer Datentypen PowerPoint, PDF
08.05.2012 Marwedel Dynamic Scheduling PowerPoint, PDF
10.05.2012 Marwedel Branch Prediction PowerPoint, PDF
15.05.2012 Kelter Superskalare Maschinen PowerPoint, PDF
22.05.2012 Kelter Caches PowerPoint, PDF
24.05.2012 Marwedel Speicherhierarchie, Ausblick PowerPoint, PDF
29.05.2012 Fink Parallele Rechensysteme PDF
31.05.2012 Fink PRAM PDF
05.06.2012 Fink Cachekohärenz PDF
12.06.2012 Fink Speicherkonsistenz PDF
14.06.2012 Fink Synchronisierung PDF
19.06.2012 Fink Synchronisierung
21.06.2012 Fink Multithreading PDF
26.06.2012 Fink Multithreading
28.06.2012 Fink Netzwerke PDF
03.07.2012 Fink Netzwerke /MPI
05.07.2012 Fink Exkursion zum LiDo2-Cluster des ITMC -
10.07.2012 Engel MPSoCs
12.07.2012 Fink Cluster PDF

Materialien

Übungen

TerminRaumTutor
Montag, 10:15-11:45 OH16, R205 Timon Kelter
Montag, 12:15-13:45 OH16, R205 Timon Kelter
Freitag, 12:15-13:45 OH14, E02 Florian Gürster
Freitag, 14:15-15:45 OH14, E02 Florian Gürster

Die Übungen am 06.04.2012 (Karfreitag), 09.04.2012 (Ostermontag) und 28.05.2012 (Pfingstmontag) fallen ersatzlos aus. Die Inhalte werden in der jeweils darauffolgenden Übungsstunde nachgeholt.

Die Anmeldung zu den Übungsgruppen erfolgt in der ersten Vorlesungswoche über ASSESS.

Die Übungsblätter werden jeden Donnerstag ab 10:00 Uhr hier online gestellt. Bei Bedarf sind die Blätter auch am Lehrstuhl in gedruckter Form erhältlich. Die bearbeiteten Aufgaben müssen bis zum darauf folgenden Mittwoch um 12:00 Uhr abgegeben werden. Zur Abgabe besteht die Möglichkeit, die Lösungen in den markierten Briefkasten vor Raum E22 (Lehrstuhl 12, OH16) einzuwerfen. Die Besprechung der Übungsaufgaben erfolgt dann ab Freitag derselben Woche in den Übungsgruppen.

Ein Übungsschein kann ausgestellt werden. Die jeweils möglichen Punktzahlen (in der Regel 10 Punkte pro Übungsblatt) sind neben den (Teil-)Aufgaben notiert.

ÜbungsblattAbgabedatum (jew. bis 12:00 Uhr)
Blatt 01 11.04.2012
Blatt 02 18.04.2012
Blatt 03 25.04.2012
Blatt 04 02.05.2012
Blatt 05 09.05.2012
Blatt 06 16.05.2012
Blatt 07 23.05.2012
Blatt 08 30.05.2012
Blatt 09 06.06.2012
Blatt 10 13.06.2012
Blatt 11 20.06.2012
Blatt 12 27.06.2012
Blatt 13 04.07.2012

Literatur

  • Hennessy, John L., Patterson, David A.: Computer Architecture - A Quantitative Approach, Morgan Kaufman, 5. Auflage 2011.
  • Culler, David E., Singh, Jaswinder Pal, Gupta, Anoop: Parallel Computer Architecture: A Hardware/Software Approach, Morgan Kaufman, 1999.
  • Hwang, Kai: Advanced Computer Architecture: Parallelism, Scalability, Programmability, McGraw-Hill, 1993.
  • Shen, John Paul, Lipasti, Mikko H.: Modern Processor Design, McGraw-Hill, 2003.
  • Adve, Sarita V., Gharachorloo, Kourosh: Shared Memory. Consistency Models: A Tutorial, DIGITAL, WRL Research Report 95/7.

Weitere Informationen

Die Veranstaltung ist äquivalent zur ehemaligen Wahlpflicht-Vorlesung "Rechensysteme".

Gemäß Beschluß des Prüfungsausschusses Informatik vom 21.4.2004 kann diese Veranstaltung von Studierenden nach DPO 2001 mit Nebenbenfach Elektrotechnik nicht zusammen mit der E-Technik Veranstaltung "Technische Informatik" für das Diplom verwendet werden!

Prüfung / Leistungsnachweis

  • Prüfung (Bachelor, DPO 2001): Klausur (benotet, 9 Credits) über Inhalte von Vorlesung und Übungen.
    • 25.07.2012 HG II HS 6/7 10:00 bis 12:00 Uhr
    • 24.09.2012 EF50 HS2 14:00 bis 16:00 Uhr
  • Leistungsnachweis (DPO 2001): Bearbeitung der Übungsaufgaben (mindestens 45% der Gesamtpunktzahl erforderlich) + Präsentation ausgewählter Lösungen.
  • Sonderregelungen für Nebenfachstudierende: wenn zwingend erforderlich nach Absprache