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Home Lehre Lehrveranstaltungen WS 2015/2016 Rechnerstrukturen (Deutsch)

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Homepage des Kurses "Rechnerstrukturen" im WS 2015/16

Die (aktualisierten) Noten der zweiten RS Klausur sind für Informatik Studenten jetzt im BOSS System eingetragen.
Da die Noten geändert werden mussten bitten wir Sie, im BOSS System erneut nachzugucken um die richtigen Noten zu erfahren.
Wir bitten die Probleme zu entschuldigen!

Die Klausureinsicht findet am Mittwoch, dem 01.06.2016 von 11:30-12:30 im Raum E18 in der Otto-Hahn-Strasse 16 statt.
 

Überblick

In der Vorlesung "Rechnerstrukturen" (RS) werden Hardware-Plattformen vorgestellt, mit deren Hilfe Anwendungen der Informationsverarbeitung realisiert werden können. Es werden folgende Themen behandelt:

  • Hardware-Komponenten zur Realisierung von Prozessoren
  • Darstellung von Information in Prozessoren
  • Boolesche Funktionen und deren Realisierung
  • Moore- und Mealy-Automaten
  • die Befehlsschnittstelle
  • Assemblerprogrammierung
  • exemplarische Realisierung eines Prozessors aus Hardware-Komponenten
  • die Speicherarchitektur
  • Sekundärspeicher
  • Ein-/Ausgabeorganisation
  • Anwendungen bei eingebetteten Systemen

Der Besuch dieser Vorlesung sollte für das erste Semester eingeplant werden. Nach bestandener Prüfung kann die Anmeldung zum HAPRA (wird im Sommer- und im Wintersemester angeboten) erfolgen.

Es gibt ein inpud Diskussionsforum zur Vorlesung.

 

Veranstalter

 NachnameVorname
Vorlesung Dr. Hildebrand Lars
Prof. Dr. Chen Jian-Jia
Übung M. Sc. Gabor Ulrich
Dipl.-Inf. Neugebauer Olaf
Dipl.-Inf. Libuschewski Pascal
Dipl.-Inf. von der Brüggen Georg

 

Zeit und Ort

RhythmusTagUhrzeitOrt
Wöchentlich Montag 16.15 - 18.00 Uhr SRG, H001
Wöchentlich Mittwoch 16.15 - 18.00 Uhr SRG, H001

Der erste Vorlesungstermin ist Montag, der 19. Oktober 2015.

 

Zuordnungen

StudiengangStudienphaseKategorie
Informatik Bachelor Pflichtveranstaltung
Ingenieurinformatik Bachelor Pflichtveranstaltung

 

Vorlesungsaufbau und Folien

DatumVortragenderTitelFolien
 19.10.15 Lars Hildebrand Einleitung, Repräsentation von Daten  V01.pdf
 21.10.15 Lars Hildebrand Repräsentation von Daten  V02.pdf
 26.10.15 Lars Hildebrand Boolesche Funktionen und Schaltnetze  V03.pdf 
 28.10.15 Lars Hildebrand Boolesche Funktionen und Schaltnetze
 02.11.15 Lars Hildebrand Rechner-Arithmetik  V04.pdf
 04.11.15 Lars Hildebrand Rechner-Arithmetik
 09.11.15 Lars Hildebrand Optimierung von Schaltnetzen  V05.pdf  
 11.11.15 Lars Hildebrand Optimierung von Schaltnetzen
 16.11.15 Lars Hildebrand Unvollständig definierte Funktionen, Hazards
 18.11.15 Lars Hildebrand PLAs, sequentielle Schaltungen  V06.pdf
 23.11.15 Lars Hildebrand Synchrone Schaltwerke  V07.pdf
 25.11.15 Lars Hildebrand Synchrone Schaltwerke, Schaltwerkentwurf
 30.11.15 Lars Hildebrand Schaltwerkentwurf, Speicher
 02.12.15 Lars Hildebrand Register, Taktung
 07.12.15 Peter Marwedel Schichtenmodell, MIPS-Assemblerprogrammierung 2.1 + 2.2
 09.12.15 Peter Marwedel MIPS-Assemblerprogrammierung
 14.12.15 Peter Marwedel Vorlesung entfällt!!
 16.12.15 Peter Marwedel

MIPS-Assemblerprogrammierung

 21.12.15 -
  03.01.15
Frohe Weihnachten und einen guten Rutsch ins neue Jahr!!!
 04.01.16 Peter Marwedel MIPS-Assemblerprogrammierung, Allgem. Sicht auf die Befehlsschnittstelle
 06.01.16 Peter Marwedel Allgem. Sicht auf die Befehlsschnittstelle traphandler 
 11.01.16 Jian-Jia Chen Mikroprogrammierte Realisierung der MIPS-Maschine 2.3 
 13.01.16 Jian-Jia Chen Fließbandrealisierung der MIPS-Maschine
 18.01.16 Jian-Jia Chen Multi-cores, multi-threading,
 20.01.16 Vorlesung entfällt
 25.01.16 Georg von der Brüggen Speicherhierarchie, Seitenadressierung, paging
2.4
 27.01.16 Georg von der Brüggen Segmentadressierung, TLBs
 01.02.16 Georg von der Brüggen Caches, Nicht-flüchtige Hintergrundspeicher, Platten, Flashspeicher
 03.02.16 Olaf Neugebauer Ein- und Ausgabe: Adressierung, Synchronisation, Programmierung 2.5
 08.02.16 Olaf Neugebauer Ein- und Ausgabe: serielle Übertragung, Netzwerke
 10.02.16 Vorlesung entfällt

Die Folien zu den Vorlesungen werden im Laufe des Semesters hinzugefügt. Der Vorlesungsaufbau ist vorläufig und orientiert sich am Aufbau der Vorlesung aus dem letzten Jahr. Daher besteht die Möglichkeit, dass sich dieser im Laufe des Semesters noch geringfügig ändert.

Professor Marwedel hat zu den Abschnitten 2.1-2.3 der Vorlesung (MIPS Assembler, Befehlsschnittstelle und Mikroarchitectur) Videos aufgezeichnet die sie sich im Rechnerstrukturenkanal auf YouTube ansehen können. Am einfachsten finden Sie die entsprechenden Videos zur aktuellen Vorlesung wenn Sie die entsprechenden Playlists verwenden.

Übungen

Die Anmeldungen zu den Übungen erfolgt in der ersten Semesterwoche über das ASSESS-Web-Interface. Falls Ihr nicht bereits einen Account habt (von einer anderen Lehrveranstaltung oder aus einem vorigen Semester) müsst Ihr dort einen neuen Account anlegen und die daraufhin erhaltene eMail durch Klicken auf den darin enthaltenen Link bestätigen. Bis einschließlich Montag den 26.10.2015 um 20:00 müsst Ihr dann dort eure Wunschtermine anhand von Prioritäten auswählen. Gebt dazu bitte für mindestens 17 der 29 Übungsgruppen mit Prioritäten an. Dies klingt im ersten Moment nach viel, da wir aber für einige Termine 6 parallele Übungsgruppen haben heißt dies, dass man im Endeffekt 4 der 7 möglichen Termine auswählen muss. Ihr könnt euch dabei in "Cliquen" von bis zu drei Studenten zusammen finden, die dann in der gleichen Übungsgruppe landen. Dazu muss eines der Cliquenmitglieder die Clique bei der Anmeldung anlegen und die ID und das Passwort der Clique an den / die anderen Teilnehmer weiter geben.  Die Verteilung in die Übungsgruppen erfolgt anhand der Prioritäten, der Anmeldezeitpunkt spielt keine Rolle.

Im Wintersemester gibt es insgesamt 30 Übungsgruppen für Rechnerstrukturen, von denen 29 auf Deutsch und eine auf Englisch gehalten wird. Diese finden zu den folgenden Terminen statt:

 MontagDienstagMittwochDonnerstagFreitag
UhrzeitGruppeRaumGruppeRaum GruppeRaum 
8-10 Gruppe 17 SRG1 / 3.013
Gruppe 20 SRG1 / 3.012
10-12 Gruppe 5 SRG1 / 3.013 Gruppe 29 OH 12 / 1.054
Gruppe 7 OH 12 / 2.063 Gruppe 13 SRG1 / 3.013
Gruppe 11 SRG1 / 3.012 Gruppe 26 OH 12 / 2.063
Gruppe 23 OH 12 / 3.031 Gruppe 28 SRG1 / 3.012
Gruppe 25 OH 12 / 1.054
12-14 Gruppe 21 OH 12 / 3.031 Gruppe 24 OH 12 / 2.063
Gruppe 3 SRG1 / 3.013 Gruppe 10 SRG1 / 3.013
Gruppe 19 OH 12 / 2.063 Gruppe 22 OH 12 / 1.054
Gruppe 12 SRG1 / 3.012 Gruppe 2 SRG1 / 3.012
Gruppe 16 OH 12 / 1.054
14-16 Gruppe 6 OH 12 / 1.055 Gruppe 18 SRG1 / 3.012
Gruppe 8 OH 12 / 2.063 Gruppe 30 (english) OH 12 / 1.054
Gruppe 4 SRG1 / 3.013 Gruppe 14 SRG1 / 3.013
Gruppe 11 SRG1 / 3.012 Gruppe 27 OH 12 / 2.063
Gruppe 9 OH 12 / 3.031
Gruppe 15 OH 12 / 1.054
16-18 RS Vorlesung Tutorial english OH 14 / 104 RS Vorlesung

Die Übungsgruppenzeiten sind c.t. (cum tempore), das heisst, die Übungsgruppen beginnen um Viertel nach. Die geplante Zeit ist 90 Minuten. Bsp: Die Übungsgruppen Montags 10-12 gehen von 10:15 bis 11:45.

Falls es Probleme bei den Übungen, mit den zugeteilten Übungsterminen etc. gibt wendet Sie sich bitter per Email an Georg von der Brüggen oder Olaf Neugebauer. Geben Sie dabei bitte Ihre Matrikelnummer und Ihre aktuelle Übungsgruppe an. Für allgemeine Fragen zum Übungsbetrieb (also Fragen, die offensichtlich nicht nur Sie persönlich oder einen sehr kleinen Kreis an Personen betreffen) bietet es sich an, diese Fragen im Inpud-Forum zu stellen.

Die auf Englisch gehaltene Übungsgruppe ist Teil des Flüchtlingsprogramms der TU Dortmund.

Die Übungsblätter werden immer Mittwochs nach der Rechnerstrukturen Vorlesung hier online gestellt. Die bearbeiteten Aufgaben müssen bis zum darauf folgenden Mittwoch um 16 Uhr abgegeben werden. Dabei sind Abgaben in Gruppen von bis zu drei Personen möglich. Die Lösungen sind bei der Abgabe mit Name, Matrikelnummer (bei Gruppenabgaben Name und Matrikelnummer aller 2 bzw. 3 Gruppenmitglieder) und Nummer der Übungsgruppe zu versehen und in die mit der Übungsgruppennummer markierten Briefkästen in der Otto-Hahn-Strasse 12 einzuwerfen. Die Besprechung der Aufgaben erfolgt in den Übungsgruppen der nachfolgenden Woche.

Bei den Übungsblättern wird für jede Aufgabe die erreichbare Punktzahl jeweils neben der Aufgabenstellung notiert sein. Auf jedem Übungsblatt werden (in der Regel) 16 Punkte zu erreichen sein. Insgesamt wird es 12 Übungsblätter geben. Diese werden in drei Blöcke mit jeweils 4 Übungsblättern aufgeteilt, d.h. Block A enthält die Blätter 1-4, Block B die Blätter 5-8 und Block C die Blätter 9-12. Um die Zulassung zur Klausur bzw. die Studienleistung nach BPO zu erhalten müssen in jedem Block mindestens 30 Punkte (von 64 möglichen) erreicht werden. Zur Vorbereitung der Klausur wird die Teilnahme an den Übungen dringend empfohlen.

Zur Bearbeitung der Übungen zum zweiten Teil der Vorlesung ist die Nutzung von MARS und RaVi nötig.

Block Übungsblatt Auf Englisch
A

Blatt 1

Blatt 2

Blatt 3

Blatt 4

Exercise Sheet 1

Exercise Sheet 2

Exercise Sheet 3

Exercise Sheet 4

B

Blatt 5

Blatt 6

Blatt 7

Blatt 8

Exercise Sheet 5

Exercise Sheet 6

Exercise Sheet 7

Exercise Sheet 8

C

Blatt 9

Blatt 10

Blatt 11

Blatt 12

 Exercise Sheet 9

Exercise Sheet 10

Exercise Sheet 11

Exercise Sheet 12

Weiter Details zum Übungsbetrieb werden in der ersten Vorlesung am 19.10.2015 und hier bekannt gegeben.

Skript und Literatur

Die Vorlesung orientiert sich an dem gleichnamigen Skriptum in zwei Teilen:

  • Teil 1 (Autoren: G. Fink, T. Jansen, H. Krumm, K. Echtle, W. Banzhaf)
  • Teil 2 (Autor: P. Marwedel)

Im zweiten Teil der Vorlesung kann ergänzend zum Skriptum das Buch J. Hennessy, D. Patterson: Computer organization and design: The hardware/software interface benutzt werden. Der Volltext ist nur über einen TU-Dortmund Internetzugang oder über VPN abrufbar, außerdem ist das Buch auch über die Bibliothek ausleihbar.

 

Prüfungen

Für die Teilnahme an der Klausur sind die Studienleistungen aus diesem oder aus den letzten beiden Semestern Vorraussetzung. Wer also im letzten Sommer- oder Wintersemester die Klausurzulassung bereits erworben hat ist dieses Jahr automatisch wieder zur Klausur zugelassen. Zur Auffrischung des Wissens wird eine Teilnahme an den Übungen trotzdem dringend empfohlen. Die Klausurtermine im Wintersemester 2015/2016 sind auf der Klausurtermin-Übersicht der Fakultät zu finden.

Bei Bestehen der Klausur werden 8 Leistungspunkte vergeben. Bei Fragen, bitte im Sekretariat anfragen. Die Anmeldung zur Klausur erfolgt für Informatik-Bachelor-Studenten über das BOSS-System (für Fragen zum BOSS-System ist die Prüfungsverwaltung zuständig). Physik-Studenten müssen sich im Dekanat Physik für die Prüfung anmelden. Alle anderen müssen sich bei ihrem jeweiligen Ansprechpartner im Prüfungsamt persönlich anmelden. Für Lehramtsstudenten ist dies Frau Wiemers.