Technische Grundlagen der Informatik

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05.09.12: Alle aktuellen Infos finden sich im Moodle-System!

Allgemeine Informationen

Fachrichtung: Technische Informatik
Art: V4 + Ü2 + P2
Dozent: Andreas Koch (Sprechstunde: Mi 14:00 - 15:00, E103)
Betreuer: Thorsten Wink, Benjamin Thielmann (Sprechstunde: Mi 14:00 - 15:00, E106)

Inhalt: Die Vorlesung bietet eine Einführung in die Grundlagen des Aufbaus eines Computers. Zuerst werden theoretische Grundlagen wie boolesche Algebra und Logikfunktionen vorgestellt. Es folgt der Aufbau komplexerer Bausteine wie Flip Flops und die Implementierung von Automaten. Im zweiten Teil steht der Aufbau eines Mikroprozessors im Vordergrund. Dazu werden als Grundlagen zunächst maschinennahe Darstellungsformen von Informationen und die Realisierung von Basisoperationen wie Arithmetik präsentiert. Darauf aufbauend werden Konzepte von Steuer- und Rechenwerken erarbeitet, die dann schließlich zur Realisierung von kompletten Mikroprozessoren verwendet werden. Ein Überblick über die Vielzahl praktisch verwendeter Architekturvarianten schließt die Veranstaltung ab.
In den begleitenden Übungen werden wichtige Hardware-Komponenten in der Modellierungsprache Verilog HDL beschrieben und ihr Verhalten genauer untersucht.
Literatur: Digital Design and Computer Architecture von D.M. Harris und S.L. Harris, Morgan Kaufman 2007

Credits: 12.0 CP
Zeit: Mittwoch, 9:50 - 11:30 Uhr
Donnerstag 16:15-17:55 Uhr

Ort: Parallel in S311/08 und S311/0012
Der Dozent wird die Vorlesung jeweils in S311/08 (Hexagon oben) halten, die Folienpräsentation und der Vortrag sollen in den S311/0012 (Hexagon unten) übertragen werden. Aus feuerpolizeilichen Gründen dürfen in den Hörsäalen ausschließlich die regulären Sitzplätze besetzt werden. Die Vorlesung kann deshalb erst beginnen, wenn alle Treppen und Eingänge frei von Personen sind. Wenn Sie keinen regulären Sitzplatz in S311/08 mehr bekommen (oder Sie ohnehin erst verspätet teilnehmen), gehen Sie bitte unmittelbar eine Etage tiefer in den S311/0012. Als weitere Alternative sei auf die Vorlesungsaufzeichnungen verwiesen, die auf der Web-Seite zum Download aus dem TU-Netz (über VPN auch von außen) bereitgestellt werden.

Beginn: 17.10.2012

Übungen: Begleitend zur Vorlesung finden wöchentliche Übungen statt, zu denen eine Online-Anmeldung im Moodle erforderlich sein wird. Die Übungen beginnen erst in der zweiten Vorlesungswoche (ab 22.10.12). Die genauen Modalitäten werden noch bekanntgegeben.

Zulassungsschein: Zu jeder Übung gibt es Hausaufgaben, die bis zur folgenden Woche bearbeitet werden müssen. Um den Zulassungsschein zu erhalten, müssen Teilnehmerinnen und Teilnehmer einmal einen Lösungsvorschlag zu einer Hausaufgabe in den Übungen 2-6 präsentieren. Nähere Informationen dazu in der ersten Vorlesung.

Projektaufgabe: Im Rahmen der Veranstaltung ist eine etwas umfangreichere Entwurfsaufgabe in der Hardware-Beschreibungssprache Verilog zu realisieren. Diese ist Bestandteil der Prüfung.

Klausuren: Die Vorlesung wird in zwei Teilklausuren geprüft. Sie finden am 18.12.12 und 15.02.13 statt. Wichtig: Hierzu ist eine Anmeldung bis zum 17.11.12 im TUCAN nötig!

Andere Studiengänge: Studierende, die nicht auf den BSc Informatik studieren, erkundigen sich bitte beim für sie zuständigen Studienbüro, welche Leistungen erbracht werden müssen und melden sich bitte bei Thorsten Wink.

Vorlesungsfolien

Vorstellung der Praktikumsaufgabe

5. Kapitel

6. Kapitel

Vorrechenübung zur 1. Teilklausur

ARM-Tutorial der Fa. Adeneo vom 13.12.2012 (nicht prüfungsrelevant)

7. Kapitel

Aufzeichnungen (Folien und Vortrag)

Diese Aufzeichungen sind platzsparend im H.264-Format komprimiert. Falls das von Ihnen verwendete Betriebssystem keinen dafür passenden Codec mitbringt, kann dieser in der Regel problemlos nachinstalliert werden. Für Windows-Varianten könnte dafür bespielsweise das Paket FFDShow Tryout genutzt werden. Unter Linux ist der übliche mplayer direkt in der Lage, die Dateien abzuspielen.

17.10.2012
18.10.2012
24.10.2012
25.10.2012
31.10.2012
01.11.2012
07.11.2012
08.11.2012
14.11.2012
15.11.2012
21.11.2012
22.11.2012
28.11.2012
29.11.2012
05.12.2012 1. Teil (Hardware-Demo wurde nicht aufgezeichnet)
06.12.2012
12.12.2012
13.12.2012
19.12.2012
20.12.2012
16.01.2013
17.01.2013
23.01.2013
24.01.2013
30.01.2013
31.01.2013
06.02.2013
07.02.2013

Material zu den Übungen

Die Übungen finden Sie im Moodle-Kurs.

Programmieraufgabe

Die Aufgabenstellung finden Sie im Moodle-Kurs.