621.700 (14W) Rechnerorganisation
Überblick
- Lehrende/r
- LV-Titel englisch Computer Organization
- LV-Art Vorlesung
- Semesterstunde/n 2.0
- ECTS-Anrechnungspunkte 2.0
- Anmeldungen 107
- Organisationseinheit
- Unterrichtssprache Deutsch
- LV-Beginn 01.10.2014
Zeit und Ort
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LV-Beschreibung
Inhalt/e
Die Lehrveranstaltung vermittelt wichtige technische Grundlagen, den Aufbau, die Konzepte und die Funktionsweise moderner digitaler Rechner (Einprozessorsysteme). Heutige Rechnerstrukturen werden systematisch im Kleinen (z.B. Bausteine, Datenpfad, Befehlsabarbeitung) wie im Grossen (Rechneraufbau, Hardware-Software-Interaktion) dargestellt. Maschinenorientierte Programmierung ergänzt diese Darstellung. Vertieft und konkretisiert werden die Inhalte durch das begleitende Praktikum, das z.B. umfasst: Papier&Bleistift-Aufgaben, Assembler-Programmierung, ggf. Prozessor- und Cache-Simulationen, Leistungsbewertungen von Programmen.Themen
- Was ist Rechnerarchitektur?
- Überlegungen zu Befehlssatzarchitektur und Leistung
- Assemblerprogrammierung
- Prozessor -- grundlegender Aufbau und Arbeitsweise: Schaltnetze und -werke, Datenpfad, Leitwerk, Mikroprogrammierung
- Prozessor -- moderne Techniken: Pipelining, Superskalarität, VLIW
- Speicherhierarchie und -organisation (Hauptspeicher, Caches)
- Busse und Grundlagen der E/A
- Ausgewähltes Kapitel (z.B. Hardware-Software-Interaktion, Microcontroller)
- Laufende Beispiele für Prozessoren: SGI MIPS (für RISC) und Intel-Prozessoren (für CISC)
Lehrziel
Die Studierenden sollen - ein grundlegendes Verständnis fuer ihr tägliches Werkzeug, den modernen Rechner, mit seinen Möglichkeiten und Beschränkungen entwickeln; - Komponenten, Organisation und Arbeitsweise moderner Rechner kennenlernen; - maschinenorientierte Programmierung (Assembler) kennenlernen und üben; - die Interaktion von Hardware und Software in einem modernen Rechner verstehen; - Leistungsengpässe heutiger Rechner verstehen und berücksichtigen und ggf. Leistungsoptimierungen an ihren Programmen vornehmen können, z.B. durch verbesserte Datenlokalität (Cache-Nutzung).Erwartete Vorkenntnisse
Die Grundlagen von Schaltnetzen und Schaltwerken sowie der Zahlendarstellung und Arithmetik wurden bereits in einer anderen LV behandelt.Sonstige Studienbehelfe
Kopien der Vorlesungsfolien werden am Web zur Verfügung gestellt (Moodle-Kurs).Literatur
David A. Patterson, John L. Hennessy: Computer Organization and Design -- The Hardware/Software Interface. 4th Edition. Elsevier - Morgan Kaufmann 2009. (Deutsche Übersetzung) David A. Patterson, John L. Hennessy: Rechnerorganisation und -entwurf -- Die Hardware/Software-Schnittstelle. 3. Auflage. Elsevier/Spektrum 2005.Prüfungsinformationen
Im Fall von online durchgeführten Prüfungen sind die Standards zu beachten, die die technischen Geräte der Studierenden erfüllen müssen, um an diesen Prüfungen teilnehmen zu können.
Beurteilungskriterien/-maßstäbe
Schriftliche Prüfung (teilweise mit Unterlagen)Beurteilungsschema
Note BenotungsschemaPosition im Curriculum
- Diplom-Lehramtsstudium Unterrichtsfach Informatik und Informatikmanagement
(SKZ: 884, Version: 04W.7)
-
1.Abschnitt
-
Fach: Praktische und Technische Informatik (LI 1.3)
(Pflichtfach)
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Rechnerorganisation (
2.0h VO / 2.0 ECTS)
- 621.700 Rechnerorganisation (2.0h VO / 2.0 ECTS)
-
Rechnerorganisation (
2.0h VO / 2.0 ECTS)
-
Fach: Praktische und Technische Informatik (LI 1.3)
(Pflichtfach)
-
1.Abschnitt
- Bachelorstudium Angewandte Informatik
(SKZ: 511, Version: 12W.1)
-
Fach: Technische Grundlagen und Systemsoftware
(Pflichtfach)
-
Rechnerorganisation (
2.0h VO / 2.0 ECTS)
- 621.700 Rechnerorganisation (2.0h VO / 2.0 ECTS) Absolvierung im 3. Semester empfohlen
-
Rechnerorganisation (
2.0h VO / 2.0 ECTS)
-
Fach: Technische Grundlagen und Systemsoftware
(Pflichtfach)
- Bachelorstudium Informatik
(SKZ: 521, Version: 09W.3)
-
Fach: Technische Grundlagen und Systemsoftware
(Pflichtfach)
-
Rechnerorganisation (
2.0h VO / 2.0 ECTS)
- 621.700 Rechnerorganisation (2.0h VO / 2.0 ECTS)
-
Rechnerorganisation (
2.0h VO / 2.0 ECTS)
-
Fach: Technische Grundlagen und Systemsoftware
(Pflichtfach)
- Bachelorstudium Informatik
(SKZ: 521, Version: 03W.1)
-
Fach: Technische Grundlagen und Systemsoftware
(Pflichtfach)
-
Rechnerorganisation (
2.0h VO / 2.0 ECTS)
- 621.700 Rechnerorganisation (2.0h VO / 2.0 ECTS)
-
Rechnerorganisation (
2.0h VO / 2.0 ECTS)
-
Fach: Technische Grundlagen und Systemsoftware
(Pflichtfach)
- Diplomstudium Informatik
(SKZ: 880, Version: 02W)
-
2.Abschnitt
-
Fach: Technische Grundlagen und Systemsoftware
(Pflichtfach)
-
Rechnerorganisation (
2.0h VO / 2.0 ECTS)
- 621.700 Rechnerorganisation (2.0h VO / 2.0 ECTS)
-
Rechnerorganisation (
2.0h VO / 2.0 ECTS)
-
Fach: Technische Grundlagen und Systemsoftware
(Pflichtfach)
-
2.Abschnitt
- Bachelorstudium Informationstechnik
(SKZ: 289, Version: 12W.2)
-
Fach: Computer- und Netzwerktechnik
(Pflichtfach)
-
Rechnerorganisation (
2.0h VO / 3.0 ECTS)
- 621.700 Rechnerorganisation (2.0h VO / 3.0 ECTS) Absolvierung im 3. Semester empfohlen
-
Rechnerorganisation (
2.0h VO / 3.0 ECTS)
-
Fach: Computer- und Netzwerktechnik
(Pflichtfach)
- Bachelorstudium Informationstechnik
(SKZ: 289, Version: 09W.2)
-
Fach: Computer- und Netzwerktechnik
(Pflichtfach)
-
Rechnerorganisation (
2.0h VO / 3.0 ECTS)
- 621.700 Rechnerorganisation (2.0h VO / 3.0 ECTS)
-
Rechnerorganisation (
2.0h VO / 3.0 ECTS)
-
Fach: Computer- und Netzwerktechnik
(Pflichtfach)
- Bachelorstudium Informationstechnik
(SKZ: 289, Version: 06W.1)
-
Fach: Computer-, Netzwerk - und Regelungstechnik
(Pflichtfach)
-
Rechnerorganisation (
2.0h VO / 3.0 ECTS)
- 621.700 Rechnerorganisation (2.0h VO / 3.0 ECTS)
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Rechnerorganisation (
2.0h VO / 3.0 ECTS)
-
Fach: Computer-, Netzwerk - und Regelungstechnik
(Pflichtfach)
Gleichwertige Lehrveranstaltungen im Sinne der Prüfungsantrittszählung
-
Wintersemester 2024/25
- 621.700 VO Rechnerorganisation (2.0h / 2.0ECTS)
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Wintersemester 2023/24
- 621.700 VO Rechnerorganisation (2.0h / 2.0ECTS)
-
Wintersemester 2022/23
- 621.700 VO Rechnerorganisation (2.0h / 2.0ECTS)
-
Wintersemester 2021/22
- 621.700 VO Rechnerorganisation (2.0h / 2.0ECTS)
-
Wintersemester 2020/21
- 621.700 VO Rechnerorganisation (2.0h / 2.0ECTS)
-
Wintersemester 2019/20
- 621.700 VO Rechnerorganisation (2.0h / 2.0ECTS)
-
Wintersemester 2018/19
- 621.700 VO Rechnerorganisation (2.0h / 2.0ECTS)
-
Wintersemester 2017/18
- 621.700 VO Rechnerorganisation (2.0h / 2.0ECTS)
-
Wintersemester 2016/17
- 621.700 VO Rechnerorganisation (2.0h / 2.0ECTS)
-
Wintersemester 2015/16
- 621.700 VO Rechnerorganisation (2.0h / 2.0ECTS)
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Wintersemester 2013/14
- 621.700 VO Rechnerorganisation (2.0h / 2.0ECTS)
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Wintersemester 2012/13
- 621.700 VO Rechnerorganisation (2.0h / 2.0ECTS)
-
Wintersemester 2011/12
- 621.700 VO Rechnerorganisation (2.0h / 2.0ECTS)
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Wintersemester 2010/11
- 621.700 VO Rechnerorganisation (2.0h / 2.0ECTS)
-
Wintersemester 2009/10
- 621.700 VO Rechnerorganisation (2.0h / 2.0ECTS)