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Grundlagen der Rechnerarchitektur und -organisation (GRa)5 ECTS (englische Bezeichnung: Foundations of Computer Architecture and Organization)
(Prüfungsordnungsmodul: Grundlagen der Rechnerarchitektur und -organisation)
Modulverantwortliche/r: Dietmar Fey Lehrende:
Dietmar Fey, Marc Reichenbach
Startsemester: |
SS 2017 | Dauer: |
1 Semester | Turnus: |
jährlich (SS) |
Präsenzzeit: |
60 Std. | Eigenstudium: |
90 Std. | Sprache: |
Deutsch |
Lehrveranstaltungen:
Inhalt:
Ziel der Vorlesung ist, die Grundlagen beim Aufbau eines Rechners zu vermitteln. Dies beinhaltet die Grundkomponenten, wie das Leitwerk, das Rechenwerk, das Speicherwerk und das Ein-/Ausgabewerk. Ausgehend vom klassischen von Neumann-Rechner wird der Bogen bis zu den Architekturen moderner Rechner und Prozessoren geschlagen. Grundprinzipien der Ablaufstuerung bei der Berarbeitung von Befehlen werden ebenso behandelt wie Aufbau und Funktionsweise eines Caches und die Architektur von Speichern im Allgemeinen. Das Konzept der Mikroprogrammierung wird erläutert. Ferner wird der Einstieg in die hardwarenahe Programmierung moderner CPUs mittels Assembler vorgestellt und erprobt. Aufbau und Funktionsweise peripherer Einheiten und Bussysteme werden ebenfalls behandelt. Die Studierenden sollen am Ende der Vorlesung den Aufbau und die Funktionsweise der Architektur eines Rechners, z.B. eines PCs, und des darin enthaltenen Prozessors nicht nur kennen, sondern auch die Gründe für deren Zustandekommen verstanden haben.
Lernziele und Kompetenzen:
Nach dem Besuch der Lehrveranstaltung kennen die Studierenden die
Grundkomponenten eines Rechners, z. B. eines PCs, und können diese auch im
Zusammenspiel als Gesamtsystem erklären, sowie die Eigenheiten verschiedener
Architekturen diskutieren. Sie können die Funktionsweise von Grundkomponenten
wie Leitwerk, Rechenwerk, Speicherwerk, Ein-/Ausgabewerk, Bussystemen, sowie
peripherer Komponenten erläutern und in die Struktur eines Computerssystems
einordnen. Sie kennen den Aufbau von Caches, bzw. von Speichern im Allgemeinen
und verstehen die Funktionsweise der Ablaufstuerung, insbesondere in Bezug auf
die Abarbeitung von Befehlen. Weiterhin können die Studierenden Konzepte der
Mikroprogrammierung unterscheiden, sowie hardwarenahe Programme in Assembler
verstehen, modifizieren und erstellen.
Literatur:
Hennessy/Patterson: Computer Architecture - A quantitative approach, 4.Auflage, 2006, MorganKaufmann.
Patterson/Hennessy: Computer Organization & Design, 4.Auflage, 2008, MorganKaufmann.
Stallings, Computer Organization & Architecture, 8.Auflage, 2009, Prentice Hall.
Märtin, Rechnerarchitekturen, 2001, Fachbuchverlag Leipzig.
Organisatorisches:
Scheinerwerb durch Klausur
Weitere Informationen:
Schlüsselwörter: Heterogeneous Computer Architectures, MPI, GPU, Cluster Computer, Tilera, FPGA
www: https://elearning.uni-regensburg.de/course/view.php?id=16774
Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:
- Informations- und Kommunikationstechnik (Bachelor of Science): 2. Semester
(Po-Vers. 2009 | TechFak | Informations- und Kommunikationstechnik (Bachelor of Science) | Grundlagen- und Orientierungsprüfung (GOP) | Wahlpflichtmodule GOP | Grundlagen der Rechnerarchitektur und -organisation)
Dieses Modul ist daneben auch in den Studienfächern "Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Bachelor of Science)", "Informatik (Bachelor of Science)" verwendbar. Details
Studien-/Prüfungsleistungen:
Grundlagen der Rechnerarchitektur und -organisation (Vorlesung mit Übungen) (Prüfungsnummer: 30801)
zugeh. "mein campus"-Prüfung: | - 30801 Grundlagen der Rechnerarchitektur und -organisation (Klausur) (Gewichtung: 100.0 %, Prüfung, Form: Klausur, Drittelnoten (mit 4,3), Dauer: 90, 5 ECTS, Prüfung).
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- Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 90, benotet, 5 ECTS
- Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %
- weitere Erläuterungen:
Bonuspunkte für die erfolgreiche Bearbeitung der Übungsaufgaben werden bei Bestehen auf die Klausur angerechnet
- Erstablegung: SS 2017, 1. Wdh.: WS 2017/2018
1. Prüfer: | Dietmar Fey (100101) |
- Termin: 27.09.2017, 14:00 Uhr, Ort: Tentoria
Termin: 12.02.2018, 08:00 Uhr, Ort: H 11
Termin: 26.09.2018, 08:00 Uhr, Ort: Tentoria
Termin: 11.02.2019, 08:00 Uhr, Ort: H 11
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