BaET2012_RA < F07_Studium

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-----
*Verantwortlich:* Prof. Dr. Georg Hartung
---++ Modul
---+++ Anerkennbare Lehrveranstaltung (LV) 
   * [[F07_RA]]

---+++ 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_RA</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>H_GWC, H_GWS</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>2013-06-05</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>
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---++++ Zeugnistext
---+++++ de
Digitale Systeme und Rechnerarchitektur
---+++++ en
Digital Systems and Computer architecture


---++++ Unterrichtssprache
Englisch

---+++ Modulprüfung
<sticky>
  <table border="1" cellpadding="2" cellspacing="0">
    <th colspan="2">Form der Modulprüfung</th>
    <tr>
      <td>sK</td>
      <td>Klausur</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>%FORMFIELD{"Wissensgebiet2Text"}%</td>
      <td>%FORMFIELD{"Wissensgebiet2Value"}%</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>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>bÜA</td>
      <td>unbenotet</td>
    </tr>
  </table>
</sticky>

---++++ Spezifische Lernziele 
---+++++ Kenntnisse
   * Digital systems
      * Description (PFK.1, PFK.3)
         * Schematic Design
         * HDL
            * Gajski-Kuhn systematic for HDL
               * Structure
                  * Hierarchical Digital Design
                  * SOPC Design
               * Behavior
                  * Switching networks
                  * State machines
                  * Algorithmic Behavior
               * Technology (see Implementation)
         * Automata (PFK.3)
            * State machine
            * Programmable Processor
      * Implementation (PFK.9)
         * CMOS Circuits
         * PLD
            * PLS
            * CPLD
            * FPGA
         * ASIC
   * Computer Systems
      * Sequential Computing (PFK.1, PFK.3)
         * Principal Modells 
            * von Neumann 
            * Harvard
         * Processor Examples
            * CISC
               * Intel X86
            * RISC
               * e.g. Altera NIOS II
            * Stack Machine
               * JVM
         * Programming support
            * Runtime system
               * Variable handling for procedural languages
            * OS support
               * Memory Management
                  * Cache
                  * MMU
                  * Virtual Memory
               * Interrupts
               * Timer
      * Parallel Computing (PFK.1, PFK.3)
         * Architectural Aspects
            * Taxonomies
            * NUMA architectures
            * COW architectures
         * Programming parallel Machines
            * Paradigms of parallel programming
            * Standards for high performance computing (HPC)
---+++++ Fertigkeiten
   * Design and Implementation of a hierarchical digital system (PFK.2,PFK4,PFK.5,PFK.6)
      * Designing Control with State machines
      * Interfacing to libraries
      * Algorithmic data processing
   * Low-level programming of a processor (PFK.9)
      * Assembler programming
      * Using Interrupt and Timer
      * Interfacing to hardware system description
   * Parallel Programming (PFK.4, PFK.5, PFK.6, PFK.9, PFK.10)
      * Implementation using a standard for HPC
      * Performance Evaluation

---++++ Exemplarische inhaltliche Operationalisierung 
Die Studierenden lernen, wie digitale Systeme, Prozessoren und Rechner aufgebaut werden und welche Prinzipien dabei angewandt werden. Sie sind in der Lage, die Vor- und Nachteile einer Hardware- mit einer Softwarelösung und die Grenzen von Hardwarelösungen zu beschreiben. Sie kennen moderne Trends in der Hardware-Konstruktion (insbesondere SOPC). Sie lernen an einem Beispielsystem die Funktion eines Prozessors und können diesen in seiner Assemblersprache programmieren. Sie kennen wichtige Trends in der Rechnerarchitektur, u.a. Parallelisierung auf der Datenebene, Mehrkern-Systeme, Cluster-Systeme. Sie kennen Verfahren der Leistungsbeurteilung von Rechnersystemen.<br>


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---+++ Praktikum

<sticky>
  <table border="1" cellpadding="2" cellspacing="0">
    <th colspan="2">Form Kompetenznachweis</th>
    <tr>
      <td>bPA</td>
      <td>Projektaufgabe im Team am Praktikumstermin bearbeiten</td>
    </tr>
  </table>
</sticky>

<sticky>
  <table border="1" cellpadding="2" cellspacing="0">
    <th colspan="2">Beitrag zum Modulergebnis</th>
    <tr>
      <td>bPA</td>
      <td>unbenotet, Testat als Voraussetzung für Teilnahme an Modulprüfung</td>
    </tr>
  </table>
</sticky>

---++++ Spezifische Lernziele 
---+++++ Kenntnisse
   * (PFK 3, PFK 5, PFK 6, PFK 7, PFK 8, PFK 9, PSK 3, PSK 4)
      * Digital Design
         * Development of a hierarchical digital design
         * Test using test vectors
         * error correction
      * Assembler programming of SOPC system
         * Programming simple algorithms in Assembler
         * Translating state machines into Assembler programs
         * Using timer and interrupt
         * Testing and debugging
         * Comparison digital system to SOPC system
      * Parallel programming
         * Parallelization of a program using a COW
         * Coding and debugging
         * Performance measurement
---+++++ Fertigkeiten
   *  (PFK.5, PFK.6,PSK.1)
      * Designing an IT system using various technologies
         * Digital technology based on HDL
         * SOPC technology combined with Assembler programming
      * Exploring the potential of parallel processsing
         * Using a HPC programming standard
         * Performance evaluation of a parallel implementation
---+++++ Handlungskompetenz demonstrieren
   * Extraction of relevant information from task description (PFK.2)
   * Implementation (PFK.5, PFK.6, PFK.7, PFK.9,PSK.1)
      * digital system
      * low level programming system
      * parallel system

---++++ Exemplarische inhaltliche Operationalisierung 
Die Studenten erwerben praktische Erfahrungen in der Verwendung moderner Hardware-Entwurfsmittel, insbesondere auch für SOPC-Systeme. Sie lernen, wie mit HW-Beschreibungssprachen digitale Systeme im Daten- und Kontrollfluss konstruiert werden. Sie vergleichen eine Hardware- mit einer Softwarelösung. Sie vertiefen ihre Kenntnisse in der hardwarenahen Programmierung, insbesondere in der Nutzung von Interrupt und Timer. Sie erwerben Kenntnisse in Nutzung mehrerer Prozessoren und führen Beispielmessungen zur Bewertung des Rechnersystems durch.<br>


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Topic-Revision: r3 - 19 Jul 2018, GeneratedContent
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