Multimedia Information Processing Group

Inf-CompSys: Computersysteme


Inhalte

Kurzfassung: Nach dem Kennenlernen der grundlegenden Formen der Beschreibung und der Realisierung digitaler Systeme vermittelt die Vorlesung grundlegende Prinzipien des Entwurfs moderner Rechner und deren Konsequenzen für den Anwender

Lernziele: Nach dem Absolvieren dieses Grundmoduls sollen die Studierenden in der Lage sein, einfache Digitalschaltungen zu analysieren, zu entwerfen und zu optimieren. Ferner kennen sie das Zusammenwirken aller Bausteine eines einfachen Prozessors und wissen, welche Schaltvorgänge bei der Ausführung eines Befehls in Maschinensprache im Prozessor bewirkt werden. In methodischer Hinsicht wird das Prinzip der Abstraktion in mehreren Ebenen des Entwurfs digitaler Hardware verdeutlicht. Der Bezug zur Theoretischen Informatik wird mit der Entsprechung von Booleschen Funktionen und Schaltnetzen einerseits und endlichen Automaten und Schaltwerken andererseits hergestellt. Weiter erlernen die Studierenden grundlegende Prinzipien der Strukturen moderner Rechner und deren Konsequenzen für den Anwender, welches in den späteren Vorlesungen vertieft wird. Nach der erfolgreichen Teilnahme sollen die Studierenden den Computer also nicht mehr als "Black Box" wahrnehmen, sondern dessen Funktionsweise bis zu dem Detaillierungsgrad kennen, wie er für den optimalen Umgang mit der Ressource Rechner erforderlich ist. Dies beinhaltet praktische Übungen auf unterschiedlichen Abstraktionsebenen. Überfachliche Kompetenzen zur Selbstorganisation werden vermittelt.

Lehrinhalte: Es werden die folgenden Themen behandelt: Zahlensysteme und Zahlendarstellung im Rechner, Grundlagen digitaler Schaltungen und CMOS Technologie, Schaltnetze, Flip-Flops, Schaltwerke, Arithmetisch Logische Einheit und Computer Arithmetik, Speicher, DLX-Prozessor und Assembler, Stacks, Pipelining.

Kursunterlagen finden sich in OLAT unter dem Kurs Computersysteme https://lms.uni-kiel.de/auth/RepositoryEntry/2965110803/CourseNode/100434498631629

Dozent


Vorlesungstermine

Montag, den 21.10.2019 - 27.01.2020 von 10:15 - 11:45 Uhr im Auditorium Maximum (CAP2 - Hörsaal H)

Freitag, den 25.10.2019 - 30.01.2020 von 12:15 - 13:45 Uhr im Auditorium Maximum (CAP2 - Hörsaal H) (außer Fr 15.11.2019, Fr 29.11.2019)
Ausweichtermine

Freitag, der 15.11.2019 von 12:15 - 13:45 Uhr Am Botanischen Garten ABG7 - R.E62

Freitag, der 29.11.2019 von 12:15 - 13:45 Uhr im Chemie-Hörsaal I (OHP5 - [Chemie I])
 

Organisatorisches

WICHTIG: Die Anmeldung zu allen Modulen der Informatik muss über die Studierendendatenbank StudiDB erfolgen. Melden Sie sich bitte rechtzeitig vor dem 1. Vorlesungstermin für die Veranstaltung Computersysteme über die StudiDB an:

Anmeldung zur studidb https://studidb.informatik.uni-kiel.de:8486/initveranstaltung/anmeldung Danach können Sie sich einloggen unter https://studidb.informatik.uni-kiel.de:8484/studierende/login

Auf die StudiDB kann jederzeit und von überall zugegriffen werden. Sie müssen sich dann für eine Übungsgruppe entscheiden und dieser beitreten - achten Sie dabei auf die Anzahl freier Plätze! Weitere Informationen zur StudiDB und zur Vergabe der Rechneraccounts finden Sie unter http://www.inf.uni-kiel.de/de/studium/pruefungen/studidb und http://www.inf.uni-kiel.de/de/service/technik-service/accounts

Prüfungsleistung Computersysteme: Die Modulprüfung erfolgt schriftlich am Ende des Semesters. Die Klausurnote entspricht dann der Modulnote. Zur Klausurzulassung dürfen nicht mehr als zwei Serien der Hausübungen unentschuldigt als nicht bestanden gewertet werden. Pro Serie gibt es 100 reguläre Punkte. Durch aktive Mitarbeit bei den Übungsterminen können Bonuspunkte erreicht werden, die akkumuliert und auf die Serien verteilt werden. Eine Serie gilt als bestanden, wenn man (inklusive etwaiger Bonuspunkte) mindestens 50 Punkte erreicht.

Literatur

K. Waldschmidt: Schaltungen der Datenverarbeitung, Teubner, Stuttgart, 1980, ISBN 3-519-06108-2

J.L. Hennessy, D.A. Patterson: Computer Architecture, a Quantitative Approach, Elsevier, Waltham, 2011, ISBN 978-0-12-383872-8

E. Leonhard: Grundlagen der Digitaltechnik, Hanser, München, 1976, ISBN 3-446-12158-7

W. Schiffmann, R. Schmitz: Technische Informatik 1, Springer, Berlin, 1993, ISBN 3-540-56815-8

R. Paul: Elektrotechnik und Elektronik für Informatiker 1 und 2, Teubner, Stuttgart, 1994, ISBN 3-519-02126-9