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Home Teaching Courses WS 2013/2014 Computerstructure (German)

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Homepage des Kurses "Rechnerstrukturen" im WS 2013/14

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Aktuelles

  • Die Klausurergebnisse zur Klausur vom 20.2.2014 sind jetzt im BOSS eingetragen, die Einsicht wird am Mittwoch den 26.3.2014 um 10:00 Uhr im Raum E18, OH16 stattfinden. Diejenigen Klausurteilnehmer, deren Fakultäten kein BOSS unterstützen melden sich bitte persönlich bei Timon Kelter oder Winfried Jansen (im Falle von Email, bitte nur von der TU-Adresse aus schreiben).

Überblick

In der Vorlesung "Rechnerstrukturen" werden Hardware-Plattformen vorgestellt, mit deren Hilfe Anwendungen der Informationsverarbeitung realisiert werden können. Der erste Teil der Vorlesung wird von Dr. Michael Engel gehalten, der zweite von Prof. Dr. Peter Marwedel.

In dieser Vorlesung 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. Es gibt ein Diskussionsforum zur Vorlesung. Nach bestandener Prüfung kann die Anmeldung zum HAPRA (wird im Sommer- und im Wintersemester angeboten) erfolgen.

Veranstalter


NachnameVornameFakultät
Vorlesung Dr. Engel Michael Informatik (04)
Univ.-Prof. Dr. Marwedel Peter Informatik (04)
Übung Dr. Jansen Winfried Informatik (04)
Dipl.-Inf. Kelter Timon Informatik (04)
Dipl.-Inf. Grzeszick René Informatik (04)
Dipl.-Inf. Brinkjost Tobias Informatik (04)

Zeit und Ort

RhythmusTagUhrzeitOrt
Wöchentlich Montag 16.15 - 18.00 Uhr SRG, H001
Wöchentlich Montag 18:00 - 19:30 Uhr Wiederholung der Vorlesung bei Überfüllung
Wöchentlich Mittwoch 16.15 - 18.00 Uhr SRG, H001
Wöchentlich Mittwoch 18:00 - 19:30 Uhr Wiederholung der Vorlesung bei Überfüllung

Zuordnungen

StudiengangStudienphaseKategorie
Informatik Bachelor Pflichtveranstaltung
Ingenieurinformatik Bachelor Pflichtveranstaltung

Folien

TerminVortragenderTitelFolien
14.10.2013 Michael Engel Einleitung, Repräsentation von Daten  PDF
16.10.2013 Michael Engel Repräsentation von Daten  PDF
21.10.2013 Michael Engel Boolesche Funktionen und Schaltnetze  PDF
23.10.2013 Michael Engel Boolesche Funktionen und Schaltnetze  PDF
28.10.2013 Michael Engel Rechner-Arithmetik  PDF
30.10.2013 Michael Engel Rechner-Arithmetik  PDF
04.11.2013 Michael Engel Optimierung von Schaltnetzen  PDF
06.11.2013 Michael Engel Optimierung von Schaltnetzen  PDF
11.11.2013 Michael Engel Unvollständig definierte Funktionen, Hazards (Folien aktualisiert)  PDF
13.11.2013 Michael Engel PLAs, sequentielle Schaltungen  PDF
18.11.2013 Michael Engel Synchrone Schaltwerke  PDF
20.11.2013 Michael Engel Synchrone Schaltwerke, Schaltwerkentwurf  PDF
25.11.2013 Michael Engel Schaltwerkentwurf, Speicher  PDF
27.11.2013 Michael Engel Register, Taktung  PDF
02.12.2013 Peter Marwedel Schichtenmodell, MIPS-Assemblerprogrammierung PDF, PPT
04.12.2013 Peter Marwedel MIPS-Assemblerprogrammierung
09.12.2013 Peter Marwedel MIPS-Assemblerprogrammierung
11.12.2013 Peter Marwedel Allgem. Sicht auf die Befehlsschnittstelle
16.12.2013 Peter Marwedel Mikroprogrammierte Realisierung der MIPS-Maschine PDF, PPT
18.12.2013 Peter Marwedel Fließbandrealisierung der MIPS-Maschine
06.01.2014 Peter Marwedel Multi-cores, multi-threading,
08.01.2014 Peter Marwedel Speicherhierarchie, Seitenadressierung, paging PDF, PPT
13.01.2014 Peter Marwedel Segmentadressierung, TLBs
15.01.2014 Peter Marwedel Caches
20.01.2014 Peter Marwedel Nicht-flüchtige Hintergrundspeicher, Platten, Flashspeicher
22.01.2014 Peter Marwedel Ein- und Ausgabe: Adressierung, Synchronisation, Programmierung PDF, PPT
27.01.2014 Peter Marwedel Ein- und Ausgabe: serielle Übertragung
29.01.2014 Peter Marwedel Ein- und Ausgabe: Netzwerke
03.02.2014 Peter Marwedel Anwendung von Rechnern in Eingebetteten Systemen PDF, PPT
05.02.2014 Karl-Heinz Temme Ausblick auf das Hardware-Praktikum

Übungen

GruppennummerTerminRaum
01 Mo. 10:15-11:45 MSW 16, E30
02 Mo. 14:15-15:45 SRG1, 1.001
03 Mo. 10:15-11:45 SRG1, 1.001
04 Mo. 12:15-13:45 MSW 16, E31
05 Mo. 14:15-15:45 MSW 16, E29
06 Di. 14:15-15:45 MSW 16, E29
07 Mo. 10:15-11:45 MSW 16, E29
08 Mo. 12:15-13:45 MSW 16, E29
09 Mo. 14:15-15:45 MSW 16, E30
10 Di. 14:15-15:45 MSW 16, E30
11 Mo. 12:15-13:45 MSW 16, E30
12 Di. 08:15-09:45 MSW 16, E30
13 Mo. 14:15-15:45 MSW 16, E31
14 Di. 10:15-11:45 MSW 16, E31
15 Di. 14:15-15:45 MSW 16, E31
16 Do. 12:15-13:45 MSW 16, E31
17 Mo. 10:15-11:45 MSW 16, E32
GruppennummerTerminRaum
18 Mo. 12:15-13:45 MSW 16, E32
19 Mo. 14:15-15:45 MSW 16, E32
20 Di. 10:15-11:45 MSW 16, E29
21 Di. 08:15-09:45 MSW 16, E29
22 Do. 12:15-13:45 SRG1, 3.011
23 Di. 10:15-11:45 MSW 16, E30
24 Do. 12:15-13:45 MSW 16, E30
25 Mo. 10:15-11:45 OH16, R205
26 Mo. 12:15-13:45 OH16, R205
27 Di. 14:15-15:45 MSW 16, E32
28 Do. 12:15-13:45 MSW 16, E32
29 Mo. 10:15-11:45 SRG1, 3.011
30 Mo. 14:15-15:45 SRG1, 3.011
31 Mo. 10:15-11:45 MSW 16, E31
32 Mo. 12:15-13:45 SRG1, 1.001
33 Mo. 14:15-15:45 OH16, R205
34 Di. 14:15-15:45 MSW18, 2.04

 

Die Anmeldung zu den Übungen erfolgt über ein Web-Interface. Dort bitte einen neuen Account anlegen, die daraufhin erhaltene eMail durch Klicken auf den darin enthaltenen Link bestätigen, und dann so bald wie möglich die Wunschtermine für die Übung angeben. Bis zum 17.10. um 10:00 Uhr findet eine prioritätenbasierte Anmeldung statt, d.h., ihr könnt Prioritäten zu den angebotenen Terminen verteilen. Wenn ihr euch dabei zu "Cliquen" von bis zu 3 Personen zusammenschließen wollt, um gemeinsam in derselben Gruppe zu landen, muß einer der Cliquenteilnehmer die Clique bei seiner Anmeldung anlegen und die ID und das Passwort der Clique an die anderen weiter geben. Bedenkt, dass die beliebtesten Termine nicht unbedingt die besten sind — in einer kleineren Übungsgruppe lernt es sich besser!

Am 17.10. um 10:00 Uhr wird die Anmeldung kurzzeitig geschlossen, und wir ermitteln aus den vergebenen Prioritäten eine passende Verteilung auf die Übungsgruppen. Danach geht die Anmeldung mit FCFS (First-Come, First-Served) weiter, so dass sich Nachzügler weiterhin anmelden können, oder nachträglich die Gruppe gewechselt werden kann. Am Montag der zweiten Vorlesungswoche (21.10.), 12:00 Uhr, wird die Ummeldung oder Nachmeldung über ASSESS geschlossen und nur noch per Email an die Übungsbetreuuer möglich sein. In der Nachmeldungs-Email bitte immer Name, Matrikelnummer und Studiengang angeben.

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 18:00 Uhr abgegeben werden, beschriftet mit Namen, Matrikelnummern und der Gruppennummer. Zur Abgabe bitte die Lösungen in die markierten Briefkästen in Raum E.06, Otto-Hahn-Straße 20 einwerfen. Die Besprechung der Übungsaufgaben erfolgt dann ab Freitag derselben Woche in den Übungsgruppen. Die jeweils möglichen Punktzahlen (in der Regel 16 Punkte pro Übungsblatt) sind neben den (Teil-)Aufgaben notiert. Für die Studienleistung laut BPO bzw. die Zulassung zur Klausur werden 20 Punkte in jedem 4er-Blätter-Block benötigt, d.h. mindestens 20 Punkte in den Blättern 1-4, 5-8 und 9-12. Pro Blatt gibt es 4 Aufgaben zu je 4 Punkten. Zur Vorbereitung auf die Klausur am Ende der Vorlesungszeit 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.

Übungsblatt
Blatt 01
Blatt 02
Blatt 03
Blatt 04
Blatt 05
Blatt 06
Blatt 07
Blatt 08
Blatt 09
Blatt 10
Blatt 11
Blatt 12

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 (siehe Lehrbuchsammlung Informatik).

Prüfungen

Für die Teilnahme an der Klausur sind die Studienleistungen aus diesem oder aus dem letzten Wintersemester Vorraussetzung. Wer also im letzten 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 2013/2014 sind:

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.