BaET2012_GTI < F07_Studium

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-----
*Verantwortlich:* Prof. Dr. Hartung
---++ Modul
---+++ Anerkennbare Lehrveranstaltung (LV) 
   * [[F07_GTI]]

---+++ Organisation
<sticky>
  <table border="0">
    <tr valign="top">
      <td>
        <table border="1" cellpadding="2" cellspacing="0">
          <th colspan="2">Bezeichnung</th>
          <tr>
            <td>Lang</td>
            <td>%FORMFIELD{"Bezeichnung"}%</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>MID</td>
            <td>BaET2012_GTI</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>MPID</td>
            <td/>
          </tr>
        </table>
      </td>
      <td> </td>
      <td>
        <table border="1" cellpadding="2" cellspacing="0">
          <th colspan="2">Zuordnung</th>
          <tr>
            <td>Studiengang</td>
            <td>%FORMFIELD{"Studiengang"}%</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>Studienrichtung</td>
            <td>%FORMFIELD{"Studienrichtung"}%</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>Wissensgebiete</td>
            <td>G_GWI</td>
          </tr>
        </table>
      </td>
      <td> </td>
      <td>
        <table border="1" cellpadding="2" cellspacing="0">
          <th colspan="2">Einordnung ins Curriculum</th>
          <tr>
            <td>Fachsemester</td>
            <td>%FORMFIELD{"Fachsemester"}%</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>Pflicht</td>
            <td>%FORMFIELD{"Pflicht"}%</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>Wahl</td>
            <td>%FORMFIELD{"Wahl"}%</td>
          </tr>
        </table>
      </td>
      <td> </td>
      <td>
        <table border="1" cellpadding="2" cellspacing="0">
          <th colspan="2">Version</th>
          <tr>
            <td>erstellt</td>
            <td>2013-05-29</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>VID</td>
            <td>1</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>gültig ab</td>
            <td>WS 2012/13</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>gültig bis</td>
            <td/>
          </tr>
        </table>
      </td>
    </tr>
  </table>
</sticky>

---++++ Zeugnistext
---+++++ de
Grundlagen der technischen Informatik


---++++ Unterrichtssprache
Deutsch

---+++ Modulprüfung
<sticky>
  <table border="1" cellpadding="2" cellspacing="0">
    <th colspan="2">Form der Modulprüfung</th>
    <tr>
      <td>sK</td>
      <td>Regelfall (bei geringer Prüfungsanzahl: sMP)</td>
    </tr>
  </table>
</sticky>

<sticky>
  <table border="1" cellpadding="2" cellspacing="0">
    <th colspan="2">Beiträge ECTS-CP aus Wissensgebieten</th>
    <tr>
      <td>%FORMFIELD{"Wissensgebiet1Text"}%</td>
      <td>%FORMFIELD{"Wissensgebiet1Value"}%</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Summe</td>
      <td>%FORMFIELD{"ECTS"}%</td>
    </tr>
  </table>
</sticky>

*Aufwand [h]:* %FORMFIELD{"Aufwand"}%


-----
---++ Prüfungselemente
%STARTSECTION{"Vorlesung / Übung"}%
---+++ Vorlesung / Übung

<sticky>
  <table border="1" cellpadding="2" cellspacing="0">
    <th colspan="2">Form Kompetenznachweis</th>
    <tr>
      <td>bK</td>
      <td>individuelle Lernstandsrückmeldung (Gesamtumfang bis max. 2h)</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>bÜA</td>
      <td>Präsenzübung und Selbstlernaufgaben</td>
    </tr>
  </table>
</sticky>

<sticky>
  <table border="1" cellpadding="2" cellspacing="0">
    <th colspan="2">Beitrag zum Modulergebnis</th>
    <tr>
      <td>bK</td>
      <td>Voraussetzung für &#8230;</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>bÜA</td>
      <td>unbenotet</td>
    </tr>
  </table>
</sticky>

---++++ Spezifische Lernziele 
---+++++  Lerninhalte (Kenntnisse)
   * elementare Automatentheorie
      * Boole'sche Algebra kennen (PFK.2, PFK.4, PFK.5)
      * Boolesche Funktionsnetzwerke
         * Grundrechenarten mit Zahlen (PFK.11)
      * Codes zur Informationsdarstellung im Computer (PFK.5, PFK.8, PFK.9, PFK.10)
      * Endliche Diskrete Automaten (FSM)  (PFK.5, PFK.7, PFK.8, PFK.9, PFK.10)
   * Grundlagen der Technologie digitaler Systeme
      * Beschreibungsformen (PFK.8, PFK.9)
         * Schaltplan
         * Beschreibungssprache (VHDL) 
      * Bausteine (PFK.9, PFK.10)
         * Digitale Standard-ICs
            * Gatter AND, OR, NOT, XOR
            * Decoder, Multiplexer
         * Konfigurierbare Bausteine
   * Grundlagen der C-Programmierung für hardwarenahe Programmierung (PFK.9)
      * Zeiger und Zeigerarithmetik 
      * Standardbibliotheken
         * stdio
         * string
   * hardwarenahe I/O-Programmierung in C (PFK .9)
      * Aufbau digitaler I/O-Ports
      * Zugriff auf I/O-Ports mittels Zeiger
      * Zugriff auf I/O-Ports mittels Treiberbibliotheken
      * Bitbasierte Ein-Ausgabe und Verarbeitung mittels C
   * Software-Entwicklungsumgebung (PFK.6, PFK.9)
   * Programmierung von Aufgaben des Messens, Steuerns und Regelns in C (PFK.8, PFK.9, PFK.10)
      * Realisierung von FSM in C 
      * Aufbau einer anwendungsorientierten IO-Bibliothek auf Basis eines Treibers
   * Aufbau und Funktionsweise eines dedizierten Kleinrechnersystems (z.B. Mikrocontroller) 
      * Architekturübersicht (Register, Rechenwerk, Steuerwerk, Speicher, Busstruktur, I/O-Komponenten) (PFK12)
      * Funktionsweise, d.h. Ablauf einer Programmabarbeitung auf Basis von Registertransfers (PFK 11)
   * I/O-Schnittstellen eines Rechnersystems und deren Nutzung mittels C (am Beispiel des dedizierten Kleinrechnersystems) (PFK.9)
      * digitale Ports (siehe oben)
      * Timer/Counter
   * Ereignisorientierte Programmierung in C  (PFK8, PFK.9, PFK.11)
---+++++ Fertigkeiten
   * Systemverhalten aus spezifizierenden Texten herleiten (PFK.1, PFK.2, PFK.4, PFK.7) 
      * technische Texte erfassen
      * implizite Angaben erkennen und verstehen
      * fehlende Angaben
         * erkennen
         * ableiten
         * erfragen
   * Nutzung von Beschreibungsverfahren
      * Einfache Umrechnungen Boolescher Funktionen (PFK.2, PFK.11)
      * Umsetzung einer FSM in eine C-Programmstruktur (PFK.8)
   * Aufbau eines digitaltechnischen Systems (PFK.6, PFK.8, PFK.9, PFK.10)
      * Nutzung eines Werkzeugs für Spezifikation
         * Synthese aus Modell
         * Systemat. Test mit Testvektoren
   * Aufbau eines Steuerungssystems mit Computer (PFK.6, PFK.7, PFK.8, PFK.9, PFK.10)
      * Verstehen und Erläutern der Arbeitsweise eines Kleinrechnersystems inkl. einfacher I/O-Schnittstellen
      * Nutzung von Treiberbibliotheken in C für verschiedene I/O-Schnittstellen mit Unterstützung ihrer Interruptfähigkeit
         * digitale Ports
         * Timer/Counter
      * Programmierung des Systems mit C
         * Systemverhalten aus spezifizierenden Text herleiten
         * Aufstellen des Zustandsüberführungsdiagramms
         * Implementierung mittels C unter Verwendung von Treiberbibliothek

---++++ Exemplarische inhaltliche Operationalisierung 
Die Studierenden lernen, wie digitale Systeme aufgebaut werden und welche Prinzipien dabei angewandt werden. Sie sind in der Lage, einfache digitale Systeme zu entwerfen und mit modernen Technologien (CPLD, FPGA, Hardware-Beschreibungssprache) zu implementieren. Sie lernen die Grundlagen der Mikrocontrollertechnik kennen und sind auf dieser Basis in der Lage, C-Programme für Mikrocontroller zu schreiben..<br>


%ENDSECTION{"Vorlesung / Übung"}%

%STARTSECTION{"Praktikum"}%
---+++ Praktikum

<sticky>
  <table border="1" cellpadding="2" cellspacing="0">
    <th colspan="2">Form Kompetenznachweis</th>
    <tr>
      <td>bK</td>
      <td>individuelle Lernstandsrückmeldung (Gesamtumfang bis max. 2h)</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>bÜA</td>
      <td>Präsenzübung und Selbstlernaufgaben</td>
    </tr>
  </table>
</sticky>

<sticky>
  <table border="1" cellpadding="2" cellspacing="0">
    <th colspan="2">Beitrag zum Modulergebnis</th>
    <tr>
      <td>bK</td>
      <td>Voraussetzung für &#8230;</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>bÜA</td>
      <td>unbenotet</td>
    </tr>
  </table>
</sticky>

---++++ Spezifische Lernziele 
---+++++ Fertigkeiten
   * Aufbau eines digitaltechnischen Systems (PFK.6, PFK.8, PFK.9, PFK.10)
      * Nutzung eines Werkzeugs für Spezifikation
         * Synthese
         * Systemat. Test mit Testvektoren
      * Realisierung
         * Konfiguration aus Werkzeug
         * Test am realen System
   * Aufbau eines Steuerungssystems mit Computer (PFK.6, PFK.7, PFK.8, PFK.9, PFK.10)
      * Einfache technische Spezifikationen von I/O-Schnittstellen interpretieren und nutzen
      * Nutzung von Treiberbibliotheken in C für verschiedene I/O-Schnittstellen mit Unterstützung ihrer Interruptfähigkeit
         * digitale Ports
         * Timer/Counter
      * Programmierung des Systems mit C
         * Systemverhalten aus spezifizierenden Text herleiten
         * Aufstellen des Zustandsüberführungsdiagramms
         * Implementierung mittels C unter Verwendung von Treiberbibliothek
---+++++ Handlungskompetenz demonstrieren
   * komplexere Aufgaben in einem Kleinteam bewältigen (PSK.1, PSK.6)
   * Erarbeitung eines digitalen Steuersystems
      * übersichtliche Problemstellungen verstehen und analysieren (PFK.2, PFK.7)
         * Systemverhalten aus spezifizierenden Texten herleiten
         * System strukturiert analysieren
            * sinnvolle Teilsysteme erkennen
            * Schnittstellen zwischen Teilsystemen erfassen
      * Problemlösung mittels digitalem Entwurfswerkzeug spezifizieren, testen und am Zielsystem in Betrieb nehmen (PFK.8. PFK.9, PFK.10)
   * Erarbeitung eines Steuersystems mit Mikrocontroller und C-Programmen 
      * übersichtliche Problemstellungen verstehen und analysieren (PFK.2, PFK.7)
         * Systemverhalten aus spezifizierenden Texten herleiten
         * System strukturiert analysieren
            * sinnvolle Teilsysteme erkennen
            * Schnittstellen zwischen Teilsystemen erfassen
      * Problemlösung mittels Software-Entwicklungsumgebung  in C implementieren, testen und am Zielsystem in Betrieb nehmen (PFK.8, PFK,9, PFK.10)

---++++ Exemplarische inhaltliche Operationalisierung 
Die Studierenden arbeiten mit einem Entwurfsprogramm für digitale Systeme, z.B. Altera Quartus II. Sie erstellen kleine digitaltechnische Systeme und testen diese mittels Simulation. Sie realisieren ein Beispielsystem mit moderner Digitaltechnik (CPL/FPGA). Sie entwickeln hardwarenahe Programme in der Programmiersprache C mit Software-Entwurfswerkzeugen. Sie implementieren diese Programme unter Nutzung eines Mikrocontrollers und steuern damit eine kleine mechatronische Anlage.<br>


%ENDSECTION{"Praktikum"}%


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Topic-Revision: r10 - 19 Jul 2018, GeneratedContent
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