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Home Teaching Courses WS 2017/2018 Rechnerstrukturen (Deutsch)

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Homepage des Kurses "Rechnerstrukturen" im WS 2017/18

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Am 8.1., 10.1., 15.1. und 17.1.2018 findet die RS Vorlesung nicht im SRG1-H.001 statt, sondern im Hörsaalzelt neben der Mensa.

 

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
Prof. Dr. Chen Jian-Jia
Übung M. Sc. Gabor Ulrich
Dipl.-Inf. Neugebauer Olaf
Dipl.-Inf. Sandvoss Hendrik
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 09. Oktober 2017.

Zuordnungen

StudiengangStudienphaseKategorie
Informatik Bachelor Pflichtveranstaltung
Ingenieurinformatik Bachelor Pflichtveranstaltung

 

Vorlesungsaufbau und Folien (Vorläufiger Schedule)

DatumVortragenderTitelFolienAnmerkung
 09.10.17 Jian-Jia Chen Einleitung, Repräsentation von Daten V01.pdf
 11.10.17 Jian-Jia Chen Repräsentation von Daten V02.pdf 

binaryCount.java.gz

 16.10.17 Jian-Jia Chen Repräsentation von Daten
 18.10.17 Jian-Jia Chen Boolesche Funktionen und Schaltnetze V03.pdf
 23.10.17 Jian-Jia Chen Boolesche Funktionen und Schaltnetze
 25.10.17 Jian-Jia Chen Rechner-Arithmetik

V04.pdf

 (Folienseite 53 um 21:00, 15.11.2017 aktualisiert)

 30.10.17 Vorlesung entfällt
 01.11.17 Vorlesung entfällt (Feiertag)
 06.11.17 Jian-Jia Chen Rechner-Arithmetik Zusätzliche Folien von der Princeton Universität 
 08.11.17 Jian-Jia Chen Optimierung von Schaltnetzen V05.pdf 
 13.11.17 Jian-Jia Chen Optimierung von Schaltnetzen
 15.11.17 Jian-Jia Chen Unvollständig definierte Funktionen, Hazards
 20.11.17 Jian-Jia Chen PLAs

V06.pdf 

 22.11.17 Jian-Jia Chen Sequentielle Schaltungen, Synchrone Schaltwerke V07.pdf 

 

 27.11.17 Jian-Jia Chen Synchrone Schaltwerke, Schaltwerkentwurf Speicher
 29.11.17 Olaf Neugebauer Register, Taktung
 04.12.17 Ulrich Gabor Schichtenmodell, MIPS-Assemblerprogrammierung

 rs2-EinleitISA.pdf

 

 
 06.12.17 Vorlesung entfällt (Fachschaftsvollversammlung)
 11.12.17 MIPS-Assemblerprogrammierung
 13.12.17 Jian-Jia Chen MIPS-Assemblerprogrammierung, Allgem. Sicht auf die Befehlsschnittstelle
 18.12.17 Jian-Jia Chen

MIPS-Assemblerprogrammierung, Allgem. Sicht auf die Befehlsschnittstelle

 traphandler
 20.12.17 Jian-Jia Chen

MIPS-Assemblerprogrammierung, Allgem. Sicht auf die Befehlsschnittstelle

 23.12.17 -
  07.01.18
Frohe Weihnachten und einen guten Rutsch ins neue Jahr!!!
 08.01.18 Jian-Jia Chen Mikroprogrammierte Realisierung der MIPS-Maschine
 10.01.18 Jian-Jia Chen Fließbandrealisierung der MIPS-Maschine
 15.01.18 Jian-Jia Chen Speicherhierarchie, Seitenadressierung, paging  
 17.01.18 Jian-Jia Chen Segmentadressierung, TLBs
 22.01.18 Jian-Jia Chen Caches, Nicht-flüchtige Hintergrundspeicher, Ein- und Ausgabe: Adressierung,   
 24.01.18 Jian-Jia Chen

Ein- und Ausgabe: Synchronisation, Programmierung

Multi-cores, multi-threading

Einführung in Eingebettete Systeme

 
 29.01.18 Hendrik Sandvoss Probeklausur
 31.01.18 Georg von der Brüggen 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.

Übungen

Es wird insgesamt 30 Übungsgruppen für Rechnerstrukturen geben. Diese finden zu den folgenden Terminen statt:

 MontagDienstagMittwochDonnerstagFreitag
UhrzeitGruppeRaumGruppeRaum GruppeRaum 
8-10 Gruppe 27 SRG1 / 3.012
Gruppe 20 SRG1 / 3.013
10-12 Gruppe 13 SRG1 / 3.012 Gruppe 28 SRG1 / 3.012
Gruppe 19 SRG1 / 3.013 Gruppe 22 SRG1 / 3.013
Gruppe 9 OH 12 / 1.054 Gruppe 3 OH 12 / 1.054
Gruppe 15 OH 12 / 1.055
12-14 Gruppe 14 SRG1 / 3.012 Gruppe 8 SRG1 / 3.012
Gruppe 21 SRG1 / 3.013 Gruppe 24 SRG1 / 3.013
Gruppe 10 OH 12 / 1.054 Gruppe 18 OH 12 / 1.054
Gruppe 11 OH 12 / 1.055 Gruppe 30 OH 12 / 1.055
Gruppe 26 OH 12 / 3.031
14-16 Gruppe 5 SRG1 / 3.012 Gruppe 6 SRG1 / 3.012
Gruppe 7 SRG1 / 3.013 Gruppe 23 SRG1 / 3.013
Gruppe 16 OH 12 / 1.054 Gruppe 29 OH 12 / 1.055
Gruppe 12 OH 12 / 1.055 Gruppe 17 OH 12 / 1.056
Gruppe 1 OH 12 / 1.056 Gruppe 2 OH 12 / 2.063 
Gruppe 25 OH 12 / 3.031 Gruppe 4 OH 12 / 3.031
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 Anmeldungen zu den deutschsprachigen 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 16.10.2017 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 Georg von der Brüggen.

Falls es Probleme bei den Übungen, mit den zugeteilten Übungsterminen etc. gibt wendet Sie sich bitter per Email an Georg von der Brüggen. 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 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

11.10.17

18.10.17

25.10.17

08.11.17

18.10.17

25.10.17

08.11.17

15.11.17

23.10.-26.10.17

06.11.-09.11.17

13.11.-16.11.17

20.11.-23.11.17

B

Blatt 5

Blatt 6

Blatt 7

Blatt 8

15.11.17

22.11.17

29.11.17

06.12.17

22.11.17

29.11.17

06.12.17

13.12.17

27.11.-30.11.17

04.12.-07.12.17

11.12.-14.12.17

18.12.-21.12.17

C

Blatt 9

Blatt 10

Blatt 11

Blatt 12

13.12.17

20.12.17

10.01.18

17.01.18

20.12.17

10.01.18

17.01.18

24.01.18

08.01.-11.01.18

15.01.-18.01.18

22.01.-25.01.18

29.01.-01.02.18

Weiter Details zum Übungsbetrieb werden in der ersten Vorlesung am 09.10.2017 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 HelpDesk
10:00 - 12:00 HelpDesk HelpDesk HelpDesk
12:00 - 14:00 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.

Klausur / Prüfung

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 2017/2018 sind in der Klausurtermin-Übersicht der Fakultät für das WS 2017 zu finden. Der Wiederholungstermin für die Klausur Rechnerstrukturen wird am Ende des Sommersemesters stattfinden, siehe Klausurtermin-Übersicht der Fakultät für das SS 2018.

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.