Inhalt
Diese Vorlesung (zusammen mit den Übungen) soll vermitteln:
- Die grundlegenden Konzepte, Organisationsformen und Entwurfsmethoden
von Rechnerarchitekturen und deren Vernetzung, einschließlich
der Betriebssoftware.
- Ein Theorie- und Methodenrepertoire für die Konfigurierung, den Entwurf,
die Realisierung und die angemessene Nutzung von Rechnern- und
Komunikationsnetzen sowie ihrer Basiskomponenten, u.a. unter
Berücksichtigung technologischer, ökonomischer und
anwendungsspezifischer Randbedingungen.
Die Vorlesung behandelt:
- Grundbegriffe der Informationsverarbeitung: Information,
Repräsentation von Information, Zahlensysteme, Codierung
- Rechnerarithmetik: Operationen mit Zahlen, Ganzzahl- und
Gleitkomma-Arithmetik
- Lokale und globale Konzepte der Digitaltechnik: Boole'sche Algebra,
Automatentheorie, Schaltnetze, synchrone und asynchone Schaltwerke,
kooperierende Schaltwerke (Operationswerk, Steuerwerk),
Datenpfade, Bus-Systeme, Zähler, Register, Speicher
- von-Neumann-Rechner: Architektur, Befehlssatz
- Maschinen- und Assembler-Code und -programmierung
- Betriebssystemebene
- Speicherhierarchie: Speichertypen, Cache-Organisation,
virtueller Speicher
- Pipelining: CISC, RISC, superskalare Architekturen
- Parallele Architekturen
- Kommunikation, Schnittstellen und Peripheriegeräte
Lernziel
Diese Grundlagenveranstaltung verfolgt drei Ziele:
- Verstehen der grundlegenden Konzepte, Organisationsformen und
Entwurfsmethoden von Rechnerstrukturen und deren Vernetzung
einschießlich der Betriebssoftware.
- Verstehen der Prinzipien der technischen Realisierung von Rechner-und
Kommunikationshardware
- Kennenlernen von Methoden zur formalen Beschreibung, Modellierung und
Bewertung von Rechen- und Kommunikationssystemen auf unterschiedlichen
Abstraktionsebenen
