MIN-Fakultät
Fachbereich Informatik
TAMS
Praktikum
64-042
WS 15/16
Rechnerstrukturen
Raum: C-005
Zeit: 4 Termine á 3 Stunden
Veranstalter: Bernd Schütz, Andreas Mäder, Florens Wasserfall
Termine: Es werden zwölf Kurse während der Vorlesungszeit sowie bei Bedarf Kurse in der vorlesungsfreien Zeit angeboten (Liste der Termine und Zeiten).
Inhalt Das Praktikum soll den Stoff der Rechnerstrukturen-Vorlesung vertiefen. Anhand eines vereinfachten Simulations-Modells wird der prinzipelle Aufbau eines Mikroprozessors behandelt. Die aktuellen Aufgabenblätter zu den einzelnen Versuchen für das Praktikum finden sich bei den Beschreibungen und hier.

  • Versuch 1 - Mikroprozessorsysteme   pdf
    • Einführung (~0:20h)
    • Zahlendarstellung (~0:20h)
    • Multiplexer (~0:15h)
    • Flipflops und Register (~0:20h)
    • Exkurs: Schaltwerke
    • (~0:30h)
    • Busse und Tristate-Treiber (~0:20h)
    • ALU und Addierer (~1:00h)


  • Testprogramm für die ALU-Operationen


  • Versuch 2 - Mikroprogrammierte Steuerwerke; Speicheransteuerung und Mikroprogrammierung des Prozessors  pdf
    • Mikroprogrammierte Steuerwerke (~0:20h)
    • Ansteuerung einer ALU über ein Mikroprogramm (~0:30h)
    • Speicheransteuerung über ein Mikroprogramm (~0:40h)
    • Befehl holen (~0:20h)
    • Befehlsdecodierung (~0:15h)
    • HALT-Befehl (~0:10h)
    • ALU-Befehle (~0:20h)
    • Immediate-, Vergleichsbefehle (~0:20h)
  • Versuch 3 - Mikroprogrammierung II   pdf
    • Lade-Befehl (~0:30h)
    • Speicher-Befehl (~0:20h)
    • JUMP-Befehl (~0:20h)
    • Branch-Befehl (~0:30h)
    • Bedingte Sprünge (~0:30h)
    • JSR-Befehl, Unterprogrammaufrufe (~0:40h)
  • Versuch 4 - Assembler-Programmierung; Stack; Rekursion   pdf
    • Maschinenarithmetik (~0:20h)
    • Länge eines Strings (strlen) (~0:30h)
    • Kopieren eines Strings (strcpy) (~0:20h)
    • Stack; PUSH/POP (~0:20h)
    • Rekursive Unterprogramme (Türme von Hanoi) (~1:00h)
Ablauf Die Aufgaben werden in Gruppen von je zwei Studierenden an PCs bearbeitet. Die Aufgabenzettel dienen dabei als Praktikumsprotokoll und werden wärend der Bearbeitung ausgefüllt. Deshalb die Praktikumsaufgaben bitte zum jeweiligen Termin ausgedruckt mitbringen.
Die Teilversuche bauen inhaltlich aufeinander auf und sind sequentiell zu bearbeiten. Zu jedem Termin sind alle Unterlagen (auch zu den vorhergehenden Aufgaben) mitzubringen, da diese als Nachschlagewerk benötigt werden.

Die häusliche Vorbereitung der Praktikumsaufgaben ist zwingend erforderlich, da sich der Zeitrahmen zur Bearbeitung der Aufgaben an den benötigten Arbeitszeiten am PC orientiert. Der im Praktikum verwendete Simulator HADES steht in der aktuellen Version ./Hades.jar zum Download bereit, Anleitung und Referenzkarte gibt es hier. Sollten bei der häuslichen Vorbereitung unüberwindliche Probleme oder Verständnisschwierigkeiten auftreten, die sich auch nach intensivem Literatustudium nicht lösen lassen, so stehen die Veranstalter gerne helfend zur Seite.

Erfahrungen aus vergangenen Semestern haben gezeigt, dass Gruppen, die zum ersten Termin unvorbereitet erschienen sind, den dadurch begründeten zeitlichen Rückstand meist nicht mehr aufholen konnten. Unvorbereitete Teilnahme am Praktikum belegt somit einen Platz, mit nur mäßiger Chance, das Praktikum erfolgreich abzuschließen. Dies bindet unnötig Betreuungskapazitäen und nimmt bei hoher Nachfrage anderen Studierenden die Möglichkeit, an den von ihnen gewünschten Terminen am Praktikum teilzunehmen.

Anmeldung Über STINE.
Formalia Die Scheinkriterien werden zu Beginn der Veranstaltung bekanntgegeben. Üblicherweise sollten alle vier Bögen durchgearbeitet worden sein.
Die Mitnahme von im Praktikum erstellten Lösungen in digitaler Form ist nicht möglich.

Eine gründliche Vorbereitung der Praktikumsaufgaben zum jeweiligen Termin (auch zum 1.Termin!!) ist zwingend erforderlich!
Das Mitbringen von Lösungen in elektronischer Form ist dabei nicht zulässig. Die Lösungen sind jedoch so klein, dass dies auch nicht erforderlich ist.

Gruppen mit mehr als 20 Teilnehmern sind technisch nicht möglich (10 Arbeitsplätze á 2 Personen), Gruppen mit weniger als 8 Teilnehmern können wegen des Mangels an Betreuungskapzität nicht durchgeführt werden.

Ansprechpartner Bernd Schütz und Andreas Mäder .

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