Lehrveranstaltungshandbuch Rechnerarchitektur

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Verantwortlich: Prof.Dr.G.Hartung

Lehrveranstaltung

Befriedigt Modul (MID)

• aktuelle
  • Ba TIN2012 RA

Organisation

Version erstellt 2015-10-20 VID 2 gültig ab WS 2012/13 gültig bis

Bezeichnung Lang Rechnerarchitektur LVID F07_RA LVPID (Prüfungsnummer)

Semesterplan (SWS) Vorlesung 2 Übung (ganzer Kurs) 1 Übung (geteilter Kurs) Praktikum 1 Projekt Seminar Tutorium (freiwillig) 2

Präsenzzeiten Vorlesung 30 Übung (ganzer Kurs) 15 Übung (geteilter Kurs) Praktikum 15 Projekt Seminar Tutorium (freiwillig) 30

max. Teilnehmerzahl Übung (ganzer Kurs) Übung (geteilter Kurs) 40 Praktikum 18 Projekt Seminar

Gesamtaufwand: 150

Unterrichtssprache

• Englisch

Niveau

• Bachelor

Notwendige Voraussetzungen

• Grundlagen der technischen Informatik
• Praktische Informatik 2
• Betriebssysteme und verteilte Systeme 1

Literatur

• Wakerly: Digital Design Principles and Practices
• Tanenbaum: Computer Architecture

Dozenten

• Prof.Dr.G.Hartung

Wissenschaftliche Mitarbeiter

• Dipl.-Ing. C. Ctistis

Zeugnistext

deutsch

Kompetenznachweis

Form
sK

Aufwand [h]
sK	20

Intervall: 3/Jahr

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Lehrveranstaltungselemente

Vorlesung / Übung

Lernziele

Lerninhalte (Kenntnisse)

• Digital systems
  • Description
    • 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
      • State machine
      • Programmable Processor
  • Implementation
    • CMOS Circuits
    • PLD
      • PLS
      • CPLD
      • FPGA
    • ASIC
• Computer Systems
  • Sequential Computing
    • 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
    • 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
  • Designing Control with State machines
  • Interfacing to libraries
  • Algorithmic data processing
• Low-level programming of a processor
  • Assembler programming
  • Using Interrupt and Timer
  • Interfacing to hardware system description
• Parallel Programming
  • Implementation using a standard for HPC
  • Performance Evaluation

Begleitmaterial

• elektronische Vortragsfolien zur Vorlesung
• elektronische Übungsaufgabensammlung
• Rechnerbasierte Entwicklungswerkzeuge
  • EDA system
  • Assembler environment
  • HPC environment
• elektronische Tutorials für Selbststudium
  • Themenskripte
  • Hilfsblätter

Besondere Voraussetzungen

• keine

Besondere Literatur

• keine

Besonderer Kompetenznachweis

Praktikum

Lernziele

Lerninhalte (Kenntnisse)

• 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

• 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
• Implementation of
  • digital system
  • low level programming system
  • parallel system

Begleitmaterial

• elektronische Aufgabenbeschreibung
• Beispielprogramme
• Rechnerbasierte Entwicklungswerkzeuge
  • EDA system
  • Assembler environment
  • HPC environment
• elektronische Tutorials für Selbststudium
  • Themenskripte
  • Hilfsblätter

Besondere Voraussetzungen

• keine

Besondere Literatur

• keine

Besonderer Kompetenznachweis

Form
sMB	Präsentation der Ergebnisse des Praktikums

Beitrag zum LV-Ergebnis
bK	Voraussetzung für Teilnahme an Prüfung
bÜA	unbenotet

Intervall: 1/Jahr