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Home Lehre Lehrveranstaltungen WS 2019/2020 Rechnerstrukturen (Deutsch)

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Homepage des Kurses "Rechnerstrukturen" im WS 2019/20

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.

Veranstalter

 NachnameVorname

Prof. Dr. Chen
Jian-Jia



Übung

M. Sc. Dürr

Marco
M. Sc. Gabor
Ulrich
M. Sc. Kühn
Roland

 

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 07. Oktober 2019.


Zuordnungen

StudiengangStudienphaseKategorie
Informatik Bachelor Pflichtveranstaltung
Ingenieurinformatik Bachelor Pflichtveranstaltung

 

Vorlesungsaufbau und Folien (Schedule vom letzten Jahr)

DatumVortragenderTitelFolienAnmerkung
 07.10.19 Jian-Jia Chen Einleitung, Repräsentation von Daten V01.pdf

 09.10.19 Jian-Jia Chen Repräsentation von Daten

V02.pdf

binaryCount.java.gz

updated on 15.10: Page 31

 14.10.19 Jian-Jia Chen Repräsentation von Daten

 16.10.19 Jian-Jia Chen Boolesche Funktionen und Schaltnetze V03.pdf

 21.10.19 Jian-Jia Chen Boolesche Funktionen und Schaltnetze

 23.10.19 Jian-Jia Chen Rechner-Arithmetik V04-1.pdf

 28.10.19 Jian-Jia Chen

Rechner-Arithmetik

V04-2.pdf

Floating.pdf (added on 05.11.2019)
 30.10.19 Jian-Jia Chen

Bemerkung: Fließkommazahlen

Optimierung von Schaltnetzen

V05.pdf

presi.pdf
 04.11.19 Jian-Jia Chen Optimierung von Schaltnetzen



 06.11.19
Vorlesung entfällt - Fachschaftsvollversammlung


 11.11.19 Jian-Jia Chen Unvollständig definierte Funktionen, Hazards
 13.11.19 Jian-Jia Chen PLAs V06.pdf

 18.11.19 Jian-Jia Chen Sequentielle Schaltungen

V07.pdf


 20.11.19 Jian-Jia Chen Synchrone Schaltwerke

 25.11.19 Jian-Jia Chen Schaltwerkentwurf Speicher, Register, Taktung

 27.11.19 Jian-Jia Chen Schichtenmodell, MIPS-Assemblerprogrammierung

rs2-EinleitISA.pdf

rs2-EinleitISA.pptx


 02.12.19 Jian-Jia Chen MIPS-Assemblerprogrammierung

 04.12.19 Jian-Jia Chen MIPS-Assemblerprogrammierung, Allgem. Sicht auf die Befehlsschnittstelle
traphandler
 09.12.19 Jian-Jia Chen

MIPS-Assemblerprogrammierung, Allgem. Sicht auf die Befehlsschnittstelle



 11.12.19 Jian-Jia Chen

MIPS-Assemblerprogrammierung, Allgem. Sicht auf die Befehlsschnittstelle



 16.12.19 Jian-Jia Chen MIPS-Assemblerprogrammierung, Allgem. Sicht auf die Befehlsschnittstelle

 18.12.19

Vorlesung entfällt -  Weihnachtsvorlesung



 23.12.18 -
 03.01.20

Frohe Weihnachten und einen guten Rutsch ins neue Jahr!!!

 06.01.20 Jian-Jia Chen Mikroprogrammierte Realisierung der MIPS-Maschine

rs2-microarch.pdf

rs2-microarch.pps.zip

 08.01.20 Jian-Jia Chen Fließbandrealisierung der MIPS-Maschine

 13.01.20 Jian-Jia Chen Speicherhierarchie, Seitenadressierung, paging

rs2-mem.pdf
rs2-mem.ppsx.zip


 15.01.20 Jian-Jia Chen Segmentadressierung, TLBs

 20.01.20 Jian-Jia Chen Ein- und Ausgabe: Synchronisation, Programmierung rs2-io.pdf

 22.01.20 Jian-Jia Chen

Multi-cores, multi-threading

Einführung in Eingebettete Systeme

rs2-multicore.pdf
rs2-es.pdf


 27.01.20
Probeklausur

 29.01.20
Besprechung der Probleklausur

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.


Termine zur Zusatzvorlesung auf Englisch:

DatumUhrzeitAnmerkung
30.10.19 14.00 - 16.00 Uhr
06.11.19 14.00 - 15.00 Uhr
13.11.19 14.00 - 16.00 Uhr
20.11.19 15.00 - 16.00 Uhr
04.12.19 14.00 - 16.00 Uhr
11.12.19 15.00 - 16.00 Uhr

Die Zusatzvorlesung findet im Raum Chemie C1-06-102 statt. Weitere Termine für das Jahr 2020 werden noch Angekündigt.


Übungen

 MontagDienstagMittwochDonnerstagFreitag
UhrzeitGruppeRaumGruppeRaum GruppeRaum 
8-10

Gruppe 11 OH14/104






Gruppe 15 OH12/1.054












10-12 Gruppe 27 OH12/1.054 Gruppe 16 OH12/1.054




Gruppe 25 OH12/1.055 Gruppe 19 CH/C1-06-102




Gruppe 29 OH12/1.056 Gruppe 9 SRG1/3.012




Gruppe 5 CH/C1-06-102






Gruppe 7 SRG1/3.012














12-14 Gruppe 28 OH12/1.054


Gruppe 4 OH12/1.054

Gruppe 21 OH12/1.055


Gruppe 24 OH12/1.055

Gruppe 6 CH/C1-06-102


Gruppe 14 OH12/3.031

Gruppe 8 SRG1/3.012


Gruppe 20 CH/C1-06-102






Gruppe 10 SRG1/3.012
14-16 Gruppe 3 OH12/1.054 Gruppe 26 OH12/1.054




Gruppe 12 OH12/1.055 Gruppe 22 OH12/1.056




Gruppe 23 OH12/1.056 Gruppe 2 CH/C1-06-102




Gruppe 30 OH14/304 Gruppe 18 SRG1/3.012




Gruppe 1 CH/C1-06-102






Gruppe 13 SRG1/1.001






Gruppe17 SRG1/3.012





16-18 RS Vorlesung


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.

Die Anmeldung zu den Übungsgruppen wird am 07.10.2019 nach der ersten Vorlesung freigeschaltet!

Die Anmeldungen zu den Übungen erfolgt in über das ASSESS-Web-Interface. Wir werden die Anmeldung in der ersten Semesterwoche freischalten. 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 14.10.2019 um 20:00 müsst Ihr dann dort eure Wunschtermine anhand von Prioritäten auswählen. Gebt dazu bitte für mindestens 17 der 30 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.

Schülerstudenten und Schülerstudentinnen wenden sich bitte per Email an Marco Dürr.

Falls es Probleme bei den Übungen, mit den zugeteilten Übungsterminen etc. gibt wendet Sie sich bitte per Email an Marco Dürr. Geben Sie dabei bitte Ihre Matrikelnummer und Ihre aktuelle Übungsgruppe an.

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 Ausgabe Deadline Besprechungszeitraum
A

Blatt 1

Blatt 2

Blatt 3

Blatt 4

09.10.19

16.10.19

23.10.19

30.10.19

16.10.19

23.10.19

30.10.19

06.11.19

21.10.-25.10.19

28.10.-01.11.19

04.11.-08.11.19

11.11.-15.11.19

B

Blatt 5

Blatt 6

Blatt 7

Blatt 8

06.11.19

13.11.19

20.11.19

27.11.19

13.11.19

20.11.19

27.11.19

04.12.19

18.11.-22.11.19

25.11.-29.11.19

02.12.-06.12.19

09.12.-13.12.19

C

Blatt 9

Blatt 10

Blatt 11

Blatt 12

04.12.19

11.12.19

18.12.20

08.01.20

11.12.19

18.12.19

08.01.20

15.01.20

16.12.-20.12.19

06.01.-10.01.20

13.01.-17.01.20

20.01.-24.01.20

Wir hatten mehrere Anfragen im Bezug auf Übungsabgaben mit LaTeX. Wir wollen das so gut es geht untersützen. Daher finden sich ab sofort an dieser Stelle einige Minimalbeispiele für unterschiedliche Bereiche die stetig erweitert werden.

OBDD

Schaltungen

KV Diagramm

Weiter Details zum Übungsbetrieb werden in der ersten Vorlesung am 07.10.2019 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.

HelpDesk Rechnerstrukturen

Der HelpDesk Rechnerstrukturen bietet:

  • Eine offene Sprechstunde,
  • einen offener Lernraum,
  • Unterstüzung durch Tutorinnen/Tutoren bei:
    • Aufgaben/Übungszetteln
    • Klausurvorbereitung
    • Fragen zum Vorlesungstoff

Öffnungszeiten:

 MontagDienstagMittwochDonnerstagFreitag
08:00 - 10:00




10:00 - 12:00 HelpDesk HelpDesk HelpDesk HelpDesk
12:00 - 14:00 HelpDesk HelpDesk HelpDesk HelpDesk
14:00 - 16:00 HelpDesk HelpDesk HelpDesk HelpDesk
16:00 - 18:00 Vorlesung
Vorlesung

Der HelpDesk ist im Obergeschoss (4. Stock) der Otto-Hahn Straße 12 (OH12) vor den Aufzügen.

Der erste Termin für das HelpDesk wird der 14.10.19 sein

Klausur / Prüfung

Für die Teilnahme an der Klausur sind die Studienleistungen aus diesem oder aus den letzten beiden Semestern Voraussetzung. 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 2019/2020 sind in der Klausurtermin-Übersicht der Fakultät für das WS 2019 zu finden. Der Wiederholungstermin für die Klausur Rechnerstrukturen wird am Ende des Sommersemesters stattfinden, siehe Klausurtermin-Übersicht der Fakultät für das SS 2020.

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.