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Informatik-Ansicht

Technische Informatik 1


Technical Computer Science 1
Modulnummer
BA-700.11
Bachelor
Pflicht/Wahl
Wahl Basis Ergänzung
Sonderfall
Zugeordnet zu Masterprofil
Sicherheit und Qualität
KI, Kognition, Robotik
Digitale Medien und Interaktion
Modulbereich : Praktische und Technische Informatik
Modulteilbereich : 700 Grundlagen der Praktischen und Technischen Informatik
Anzahl der SWS
V UE K S Prak. Proj.
4 2 0 0 0 0 6
Kreditpunkte : 8 Turnus

angeboten in jedem SoSe

Formale Voraussetzungen : -
Inhaltliche Voraussetzungen : -
Vorgesehenes Semester : 2. Semester
Sprache : Deutsch
Ziele :
  • Grundlegende Konzepte moderner Rechner wiedergeben und erläutern können
  • Schaltkreismodellierung durch Boolesche Funktionen verstehen und erklären können
  • Hardware-Realisierungen von arithmetischen Funktionen darstellen können
  • Modellierung und Optimierungsansätze integrierter Schaltkreise umreißen können
  • Rechnersysteme anhand der eingeführten Konzepte selbständig beurteilen können
  • Unterschiedliche Hardware-Realisierungen unter den eingeführten Optimierungskriterien bewerten können
  • In Gruppen Probleme analysieren, gemeinsam Lösungsstrategien entwickeln und präsentieren können
Inhalte :

I. Rechnerarchitektur

  1. Rechnersichtweisen: Ebenen und Sprachen, Hierarchie, Compiler, Interpreter
  2. Aufbau und Funktionsweise: Hardware, Software, Firmware, Aufbau eines von-Neumann-Rechners, Arbeitsspeicher, Speicherzelle, Arbeitsweise eines Prozessors, Speicher, I/OBusse
  3. Befehlssatz: RISC, CISC, Designprinzipien
  4. Pipelining
  5. Speicher: Hierachie, Organisation, Caches, Hintergrundspeicher
  6. Parallelität: Ausprägungen, Klassifikation von parallelen Rechnerarchitekturen, Exkurs über Verbindungsstrukturen

II. Digitale Schaltungen:

  1. Schaltkreise: Technologien, Definition, Kosten, Semantik von kombinatorischen Schaltkreisen, Simulation, Teilschaltkreise, Hierarchischer Entwurf, Beispiele
  2. Kodierung: Zeichen, Zahlen, Zahlensysteme, Übertragung, Fehlerkorrektur, HammingCode, Huffman-Code, Festkommadarstellungen, Zahlendarstellung durch Betrag und Vorzeichen, Einer-/Zweierkomplement-Darstellung, Gleitkommadarstellung (IEEE-754 Format)
  3. Boolescher Kalkül: Funktion, Algebra, Ausdrücke, alternative Funktionsdarstellung, z.B. durch Entscheidungsdiagramme
  4. Zweistufige Schaltungen: Logiksynthese, Implikanten, Primimplikanten, Minimierung, Quine/McClusky, Überdeckungsproblem
  5. Integrierte Schaltungen, arithmetische Schaltungen, ALU
  6. Schaltungen mit speichernden Elementen
Unterlagen (Skripte, Literatur, Programme usw.) :
  • B. Becker, R. Drechsler, P. Molitor, Technische Informatik – Eine Einführung, Pearson Studium, 2005
  • A. S. Tanenbaum, J. Goodman, Computerarchitektur, 4. Aufl., Pearson Studium, 2001
  • H. Wuttke, K. Henke, Schaltsysteme, Pearson Studium, 2002 W. Stallings, Computer Organization & Architecture, Prentice Hall, 2002
  • C. Siemers, A. Sikora, Taschenbuch Digitaltechnik, Fachbuchverlag Leipzig, 2002
  • T. Beierlein, O. Hagenbruch, Taschenbuch Mikroprozessortechnik, Fachbuchverlag Leipzig, 2001
  • D. Patterson, J. Hennessy, Computer Organization & Design - The Hardware/Software Interface, Morgan Kaufmann Publishers, 1997
Form der Prüfung : i.d.R. Bearbeitung von Übungsaufgaben, Präsentation mindestens einer Lösung im Tutorium und Fachgespräch
Arbeitsaufwand
Präsenz 84
Übungsbetrieb/Prüfungsvorbereitung 156
Summe 240 h
Lehrende: Prof. Dr. R. Drechsler Verantwortlich Prof. Dr. R. Drechsler
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