Modulhandbuch BaET2012_Grundlagen Technische Informatik

Modul

Organisation

Zeugnistext

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en

Unterrichtssprache

Modulprüfung

anerkennbare LV

• F07 GTI

Prüfungselemente

Vorlesung / Übung

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

Praktikum

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