F07_GTI < F07_Studium

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---
*Verantwortlich:* Prof. Dr. Hartung

---++ Lehrveranstaltung
---+++ Befriedigt Modul (MID)
   * aktuelle
      * [[BaET2012_GTI]]

---+++ Organisation
<sticky>
  <table border="0">
    <tr valign="top">
      <td>
        <table border="1" cellpadding="2" cellspacing="0">
          <th colspan="2">Version</th>
          <tr>
            <td>erstellt</td>
            <td>2011-10-14</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>
      <td>         </td>
      <td>
        <table border="1" cellpadding="2" cellspacing="0">
          <th colspan="2">Bezeichnung</th>
          <tr>
            <td>Lang</td>
            <td>%FORMFIELD{"Bezeichnung"}%</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>LVID</td>
            <td>F07_GTI</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>LVPID (Prüfungsnummer)</td>
            <td/>
          </tr>
        </table>
      </td>
    </tr>
  </table>
</sticky><sticky>
  <table border="0">
    <tr valign="top">
      <td>
        <table border="1" cellpadding="2" cellspacing="0">
          <th colspan="2">Semesterplan (SWS)</th>
          <tr>
            <td>Vorlesung</td>
            <td>%FORMFIELD{"VorlesungSWS"}%</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>Übung (ganzer Kurs)</td>
            <td>%FORMFIELD{"UebungGanzSWS"}%</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>Übung (geteilter Kurs)</td>
            <td>%FORMFIELD{"UebungHalbSWS"}%</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>Praktikum</td>
            <td>%FORMFIELD{"PraktikumSWS"}%</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>Projekt</td>
            <td>%FORMFIELD{"ProjektSWS"}%</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>Seminar</td>
            <td>%FORMFIELD{"SeminarSWS"}%</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>Tutorium (freiwillig)</td>
            <td>%FORMFIELD{"TutoriumSWS"}%</td>
          </tr>
        </table>
      </td>
      <td>    </td>
      <td>
        <table border="1" cellpadding="2" cellspacing="0">
          <th colspan="2">Präsenzzeiten</th>
          <tr>
            <td>Vorlesung</td>
            <td>%FORMFIELD{"VorlesungPZ"}%</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>Übung (ganzer Kurs)</td>
            <td>%FORMFIELD{"UebungGanzPZ"}%</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>Übung (geteilter Kurs)</td>
            <td>%FORMFIELD{"UebungHalbPZ"}%</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>Praktikum</td>
            <td>%FORMFIELD{"PraktikumPZ"}%</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>Projekt</td>
            <td>%FORMFIELD{"ProjektPZ"}%</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>Seminar</td>
            <td>%FORMFIELD{"SeminarPZ"}%</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>Tutorium (freiwillig)</td>
            <td>%FORMFIELD{"TutoriumPZ"}%</td>
          </tr>
        </table>
      </td>
      <td>    </td>
      <td>
        <table border="1" cellpadding="2" cellspacing="0">
          <th colspan="2">max. Teilnehmerzahl</th>
          <tr>
            <td>Übung (ganzer Kurs)</td>
            <td>%FORMFIELD{"UebungGanzTeilnehmer"}%</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>Übung (geteilter Kurs)</td>
            <td>%FORMFIELD{"UebungHalbTeilnehmer"}%</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>Praktikum</td>
            <td>%FORMFIELD{"PraktikumTeilnehmer"}%</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>Projekt</td>
            <td>%FORMFIELD{"ProjektTeilnehmer"}%</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>Seminar</td>
            <td>%FORMFIELD{"SeminarTeilnehmer"}%</td>
          </tr>
        </table>
      </td>
    </tr>
  </table>
</sticky>

*Gesamtaufwand:* %FORMFIELD{"Gesamtaufwand"}%

---++++ Unterrichtssprache
   * Deutsch

---++++ Niveau
   * %FORMFIELD{"Niveau"}%
---++++ Notwendige Voraussetzungen
   * Programmierkenntnisse in C

---++++ Literatur
   * Vogt, C: C für Java-Programmierer
   * Tanenbaum, Goodman: Computerarchitektur, Pearson Studium (Prentice Hall)

---++++ Dozenten
   * Prof.Dr.Hartung
   * Prof.Dr.Thieling
   * Prof. Dr. Kreiser



---++++ Wissenschaftliche Mitarbeiter
   * Dipl.-Ing. Norbert Kellersohn
   * Dipl.-Ing. Peter Pohlig

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

---+++ Kompetenznachweis
<sticky>
  <table border="1" cellpadding="2" cellspacing="0">
    <th colspan="2">Form</th>
    <tr>
      <td>sK</td>
      <td>Regelfall (bei kleiner Prüfungszahl: sMP)</td>
    </tr>
  </table>
</sticky>

<sticky>
  <table border="1" cellpadding="2" cellspacing="0">
    <th colspan="2">Aufwand [h]</th>
    <tr>
      <td>sK</td>
      <td>10</td>
    </tr>
  </table>
</sticky>

*Intervall:* 3/Jahr

-----
---++ Lehrveranstaltungselemente

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---+++ <u>Vorlesung / Übung</u>

---++++ Lernziele 
---+++++ Lerninhalte (Kenntnisse)
   * elementare Automatentheorie
      * Boole'sche Algebra kennen
         * Nutzung von Grundfunktionen zur Beschreibung logischer Zusammenhänge
         * Elementare Rechengesetze
         * Standarddarstellungen
      * Boolesche Funktionsnetzwerke
         * Grundrechenarten mit Zahlen 
      * Codes zur Informationsdarstellung im Computer 
         * Zahlendarstellungen (ganze Zahlen, Gleitkommazahlen)
         * Zeichencodierung
            * ASCII
         * binäre Ziffern- und Wertecodes
            * Fehlerbehandlung
               * Paritätscodes
      * Endliche Diskrete Automaten (FSM) 
         * Mealy
         * Moore
         * Transformation Modell -&gt; Code
            * Codegenerierung (C)
   * Grundlagen der Technologie digitaler Systeme
      * Beschreibungsformen
         * Schaltplan
         * Beschreibungssprache (VHDL) 
      * Bausteine 
         * Digitale Standard-ICs
            * Gatter AND, OR, NOT, XOR
            * Decoder, Multiplexer
         * Konfigurierbare Bausteine
   * Grundlagen der C-Programmierung für hardwarenahe Programmierung
      * Wdh. Konstanten, Variablen, Datentypen 
      * Ausdrücke 
         * Bit-Operationen
      * Anweisungen, strukturierte Kontrollstrukturen
      * Zeiger und Zeigerarithmetik 
      * Funktionen
         * Funktionen mit Referenzparametern
         * Variablen in Funktionen
            * auto, static, volatile, register
      * Standardbibliotheken
         * stdio
         * string
      * Strukturierte Datentypen (Felder, Strukturen) 
      * Präprozessoranweisungen 
      * Aufbau von Mehrdateienprogrammen mit Zugriff auf Bibliotheken 
   * hardwarenahe I/O-Programmierung in C
      * Aufbau digitaler I/O-Ports
      * Erreichbarkeit von I/O-Ports
         * Memory-Mapped-I/O
         * separater I/O-Adressbereich
      * Zugriff auf I/O-Ports mittels Zeiger
      * Zugriff auf I/O-Ports mittels Treiberbibliotheken
      * Bitbasierte Ein-Ausgabe und Verarbeitung mittels C
   * Software-Entwicklungsumgebung 
      * Compiler
      * Linker
      * (Target-)Debugger
      * Simulator
   * Programmierung von Aufgaben des Messens, Steuerns und Regelns in C 
      * Realisierung von Moore- und Mealy-Automaten 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) 
      * Funktionsweise, d.h. Ablauf einer Programmabarbeitung auf Basis von Registertransfers 
   * I/O-Schnittstellen eines Rechnersystems und deren Nutzung mittels C (am Beispiel des dedizierten Kleinrechnersystems) 
      * digitale Ports (siehe oben)
      * Timer/Counter
   * Interrupts 
      * Interrupt-Quellen und -Arten (extern, intern, hardware, software)
      * Grundlagen der Interruptverwaltung
      * Nutzung von I/O-Schnittstellen mittels Interrupt unter C 

---+++++ Fertigkeiten
   * Systemverhalten aus spezifizierenden Texten herleiten
      * technische Texte erfassen
      * implizite Angaben erkennen und verstehen
      * fehlende Angaben
         * erkennen
         * ableiten
         * erfragen
   * Nutzung von Beschreibungsverfahren
      * Einfache Umrechnungen Boolescher Funktionen 
      * Umsetzung einer FSM in eine C-Programmstruktur
   * Aufbau eines digitaltechnischen Systems 
      * Nutzung eines Werkzeugs für Spezifikation
         * Erstellung Schaltplan
         * Erstellung VHDL-Modul
         * Synthese
         * Systemat. Test mit Testvektoren
   * Aufbau eines Steuerungssystems mit Computer 
      * 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


---++++ Begleitmaterial 
   * elektronische Vortragsfolien zur Vorlesung
   * elektronische Übungsaufgabensammlung
   * elektronische Software-Entwicklungsumgebung zum Compilieren, Linken, Debuggen, Simulieren
   * elektronische Sammlung von Beispiel-Programmen
   * elektronische Tutorials für Selbststudium
      * Handhabung eines digitalen Entwurfswerkzeugs
      * Handhabung einer C-Entwicklungsumgebung


---++++ Besondere Voraussetzungen 
   * keine


---++++ Besondere Literatur 
   * keine


---++++ Besonderer Kompetenznachweis 
   * keiner

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%STARTSECTION{"Praktikum"}%
---+++ <u>Praktikum</u>

---++++ Lernziele 
---+++++ Fertigkeiten
   * Aufbau eines digitaltechnischen Systems
      * Nutzung eines Werkzeugs für Spezifikation
         * Erstellung Schaltplan
         * Erstellung VHDL-Modul
         * Synthese
         * Systemat. Test mit Testvektoren
      * Realisierung
         * Konfiguration aus Werkzeug
         * Test am realen System
   * Aufbau eines Steuerungssystems mit Computer 
      * 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
   * Erarbeitung eines digitalen Steuersystems
      * übersichtliche Problemstellungen verstehen und analysieren
         * 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
         * Spezifikation von Teilsystemen mit VHDL
            * Treiberfunktion für zur Verfügung stehende Komponenten (I/O-Schnittstellen)
            * Interrupt-Service-Funktionen
            * Funktionen zur Implementierung von Zustandübergangsdiagrammen
            * ...
         * Synthese der Teilsysteme
            * Finden syntaktischer Fehler und deren Behebung
         * Tests
            * Teilfunktionen
            * Gesamtsystem mit simuliertem elektromech. Modell
         * Endtest und In-Betriebnahme am elektromech. Modell
   * Erarbeitung eines Steuersystems mit Mikrocontroller und C-Programmen 
      * übersichtliche Problemstellungen verstehen und analysieren 
         * 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 
         * Programmierung von Teilsystemen in C
            * Treiberfunktion für zur Verfügung stehende Komponenten (I/O-Schnittstellen)
            * Interrupt-Service-Funktionen
            * Funktionen zur Implementierung von Zustandübergangsdiagrammen
            * ...
         * Compilieren der Teilsysteme
            * Finden syntaktischer Fehler und deren Behebung
         * Tests
            * Teilfunktionen
            * Gesamtsystem mit simuliertem elektromech. Modell
         * Endtest und In-Betriebnahme am elektromech. Modell


---++++ Begleitmaterial 
   * elektronische Aufgabenstellung (Problembeschreibung)
   * elektronische Software-Entwicklungsumgebung zum Compilieren, Linken, Debuggen, Simulieren
   * elektronische Sammlung von Beispiel-Programmen
   * elektronische Tutorials für Selbststudium
      * Handhabung eines digitalen Entwurfswerkzeugs
      * Handhabung der Entwicklungsumgebung


---++++ Besondere Voraussetzungen 
   * keine


---++++ Besondere Literatur 
   * keine


---++++ Besonderer Kompetenznachweis 
   * keiner

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Topic-Revision: r4 - 11 Jan 2016, GeneratedContent
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