Modul

DR - Digitalrechner

Bachelor Technische Informatik 2020

PDF Studiengangsverzeichnis Studienverlaufspläne Bachelor Technische Informatik

Version: 1 | Letzte Änderung: 14.09.2019 14:57 | Entwurf: 0 | Status: vom Modulverantwortlichen freigegeben | Verantwortlich: Thieling

Anerkannte Lehrveran­staltungen DR_Thieling
Fachsemester 1
Dauer 1 Semester
ECTS 5
Zeugnistext (de) Digitalrechner
Zeugnistext (en) Digital Computer
Unterrichtssprache deutsch oder englisch
abschließende Modulprüfung Ja
Inhaltliche Voraussetzungen
Handlungsfelder
Systeme zur Verarbeitung, Übertragung und Speicherung von Informationen für technische Anwendungen planen, realisieren und integrieren
Anforderungen, Konzepte und Systeme analysieren und bewerten
Mit Auftraggebern, Anwendern, gesellschaftlichem Umfeld und Teammitgliedern interagieren
Modulprüfung
Benotet Ja
Frequenz Jedes Semester
Prüfungskonzept

Die Studierenden sollen in einer schriftlichen Klausur folgende Kompetenzen nachweisen: 1.) Sicherer Umgang mit grundlegenden Begrifflichkeiten, Mechanismes und Konnzepten. 2.) Analyse gegebener digtaler Schaltungen. 3.) Entwurf digitaler Systeme (Schaltnetze, Zähler, Automaten) in VHDL auf Basis von textuellen Problembeschreibungen (Textaufgaben). 4.) Umsetzung von Hochsprachenkontrukten in Assembler oder vice versa.

Learning Outcomes
LO1 - Was: Das Modul vermittelt die grundlegenden Methoden und Systeme der Digitaltechnik sowie den Entwurf digitaltechnischer Systeme unter Verwendung programmierbarer Bausteinen. Dies geschieht insbesondere auch mit dem Ziel, dass die Studierenden das Prinzip, den Aufbau und die Funktionsweise eines Digitalrechners verstehen und in Form eines rudimentären Von-Neumann-Rechners auch selbst entwicklen und mittels Maschinensprache programmieren können. Aufbauend und vergleichend zu den rudimentären Von-Neumann-Rechner erlernen die Studierenden die grundlegende prinzipielle Funktionsweise einer gängigen CPU (z.B. IA32E-Architektur). Die Studierenden werden in die Lage versetzt, fachspezifische Begriffe, Tools und Techniken im praktischen Umfeld sicher anzuwenden. Aufbauend auf den in der Vorlesung vermittelten Kenntnissen werden komplexere Problemstellungen analysiert, auf Teilsysteme heruntergebrochen und modelliert. Darauf aufbauend wird die Problemlösung mittels Entwurfswerkzeugen implementiert, simuliert, getest und am Zielsystem in Betrieb genommen.
Womit: Der Dozent vermittelt Wissen und Basisfertigkeiten in einem Vorlesungs-/Übungsteil und betreut darauf aufbauend ein Praktikum. Im Praktikum erarbeiten die Studierenden in Kleingruppen Problemlösungen und verteidigen diese.
Wozu: Kompetenzen in der Entwicklung digitaltechnischer Systeme und hier insbesondere auch von Digitalrechnern sind essentiell für technische Informatiker, die im HF 1 arbeiten wollen. Durch die Entwicklung von Problemlösungen erwerben die Studierenden zudem Erfahrungen, die essentiell für das HF 2 sind. Eine projektorientierte Durchführung der Praktika in kleinen Teams mit dem Dozenten als "Auftraggeber" initiert die Interaktionsfähigkeit der Studierenden (HF 4).
Kompetenzen
Vermittelte Voraussetzungen für Kompetenzen
Konzepte und Methoden der Informatik, Mathematik und Technik kennen und anwenden
Informationen beschaffen und auswerten; Technische Zusammenhänge darstellen und erläutern
Typische Werkzeuge, Standards und Best Practices der industriellen Praxis kennen und einsetzen
In vorhandene Systeme einarbeiten und vorhandene Komponenten sinnvoll nutzen
Projekte organisieren
Befähigung zum lebenslangen Lernen
Vermittelte Kompetenzen
In Systemen denken
fachliche Probleme abstrahieren und formalisieren
Systeme analysieren
Systeme entwerfen
Systeme realisieren
Systeme prüfen

Inhaltliche Voraussetzungen
Handlungsfelder
Systeme zur Verarbeitung, Übertragung und Speicherung von Informationen für technische Anwendungen planen, realisieren und integrieren
Anforderungen, Konzepte und Systeme analysieren und bewerten
Mit Auftraggebern, Anwendern, gesellschaftlichem Umfeld und Teammitgliedern interagieren
Learning Outcomes
LO1 - Was: Das Modul vermittelt die grundlegenden Methoden und Systeme der Digitaltechnik sowie den Entwurf digitaltechnischer Systeme unter Verwendung programmierbarer Bausteinen. Dies geschieht insbesondere auch mit dem Ziel, dass die Studierenden das Prinzip, den Aufbau und die Funktionsweise eines Digitalrechners verstehen und in Form eines rudimentären Von-Neumann-Rechners auch selbst entwicklen und mittels Maschinensprache programmieren können. Aufbauend und vergleichend zu den rudimentären Von-Neumann-Rechner erlernen die Studierenden die grundlegende prinzipielle Funktionsweise einer gängigen CPU (z.B. IA32E-Architektur). Die Studierenden werden in die Lage versetzt, fachspezifische Begriffe, Tools und Techniken im praktischen Umfeld sicher anzuwenden. Aufbauend auf den in der Vorlesung vermittelten Kenntnissen werden komplexere Problemstellungen analysiert, auf Teilsysteme heruntergebrochen und modelliert. Darauf aufbauend wird die Problemlösung mittels Entwurfswerkzeugen implementiert, simuliert, getest und am Zielsystem in Betrieb genommen.
Womit: Der Dozent vermittelt Wissen und Basisfertigkeiten in einem Vorlesungs-/Übungsteil und betreut darauf aufbauend ein Praktikum. Im Praktikum erarbeiten die Studierenden in Kleingruppen Problemlösungen und verteidigen diese.
Wozu: Kompetenzen in der Entwicklung digitaltechnischer Systeme und hier insbesondere auch von Digitalrechnern sind essentiell für technische Informatiker, die im HF 1 arbeiten wollen. Durch die Entwicklung von Problemlösungen erwerben die Studierenden zudem Erfahrungen, die essentiell für das HF 2 sind. Eine projektorientierte Durchführung der Praktika in kleinen Teams mit dem Dozenten als "Auftraggeber" initiert die Interaktionsfähigkeit der Studierenden (HF 4).
Kompetenzen
Kompetenz Ausprägung
In Systemen denken Vermittelte Kompetenzen
fachliche Probleme abstrahieren und formalisieren Vermittelte Kompetenzen
Konzepte und Methoden der Informatik, Mathematik und Technik kennen und anwenden Vermittelte Voraussetzungen für Kompetenzen
Systeme analysieren Vermittelte Kompetenzen
Systeme entwerfen Vermittelte Kompetenzen
Systeme realisieren Vermittelte Kompetenzen
Systeme prüfen Vermittelte Kompetenzen
Informationen beschaffen und auswerten; Technische Zusammenhänge darstellen und erläutern Vermittelte Voraussetzungen für Kompetenzen
Typische Werkzeuge, Standards und Best Practices der industriellen Praxis kennen und einsetzen Vermittelte Voraussetzungen für Kompetenzen
In vorhandene Systeme einarbeiten und vorhandene Komponenten sinnvoll nutzen Vermittelte Voraussetzungen für Kompetenzen
Projekte organisieren Vermittelte Voraussetzungen für Kompetenzen
Befähigung zum lebenslangen Lernen Vermittelte Voraussetzungen für Kompetenzen

Exempla­rische inhaltliche Operatio­nalisierung

Die Studierenden erlernen die grundlegende Methoden und Systeme der Digitaltechnik und den Entwurf digitaltechnischer Systeme unter Verwendung programmierbarer Bausteinen sowie den Aufbau, die Funktionsweise und die assemblerbasierte Programmierung eines Digitalrechners.

Separate Prüfung

keine

Exempla­rische inhaltliche Operatio­nalisierung

Die Studierenden setzen die erworbenen Kenntnisse in praktischen Projekten zur Steuerung von elektromechanischen Modellen mit selbst ein VHDL entwickelten Automaten um entwerfen und implementieren Teile eines einfachen Von-Neumann-Rechners und implementieren einfache Assemblerprogramme für diesen

Separate Prüfung
Benotet Nein
Frequenz Einmal im Jahr
Voraussetzung für Teilnahme an Modulprüfung Ja
Prüfungskonzept

Die Studierenden schliessen sich zu Kleingruppen zusammen. Jede Kleingruppe bearbeitet mehrerer kleinere Projekte mit zugewiesenen Laborterminen.


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