Grundlagen der Technischen Informatik (GTI)7.5 ECTS
(englische Bezeichnung: Fundamentals of Computer Engineering)

Lectures:

• • Grundlagen der Technischen Informatik (WS 2021/2022)
    (Vorlesung, 4 SWS, Oliver Keszöcze et al., Tue, 12:15 - 13:45, H11; Thu, 12:15 - 13:45, H7)
  • Übung zu Grundlagen der Technischen Informatik (WS 2021/2022)
    (Übung, 2 SWS, Marcel Brand et al.)
  • Praktische Übungen zu Grundlagen der Technischen Informatik (WS 2021/2022)
    (Praktikum, Marcel Brand et al.)
  • Übungen zu Grundlagen der Technischen Informatik (SS 2022 - optional)
    (Übung, 2 SWS, Jan Spieck et al.)
  • Praktikum zu Grundlagen der Technischen Informatik (SS 2022 - optional)
    (Praktikum, Jan Spieck et al.)

Inhalt:

Aufbau und Prinzip von Rechnern, Daten und ihre Codierung, Boolesche Algebra und Schaltalgebra, Schaltnetze (Symbole, Darstellung), Optimierung von Schaltnetzen (Minimierung Boolescher Funktionen), Realisierungsformen von Schaltnetzen (ROM, PLA, FPGA), Automaten und Schaltwerke (Moore/Mealy, Zustandscodierung und -minimierung), Flipflops, Register, Zähler, Speicher (RAM, ROM), Taktung und Synchronisation, Realisierungsformen von Schaltwerken, Realisierung der Grundrechenarten Addition/Subtraktion, Multiplikation und Division, Gleitkommazahlen (Darstellung, Fehler, Rundung, Standards, Einheiten), Steuerwerksentwurf, Spezialeinheiten und Co-Prozessoren, Mikrocontroller; vorlesungsbegleitende Einführung und Beschreibung der Schaltungen mit VHDL.

Lernziele und Kompetenzen:

Fachkompetenz

Wissen

• Die Studierenden veranschaulichen fundierte theoretische und praxisorientierte Grundlagen der Informationstheorie, Rechnerarithmetik, Digitaltechnik und des Schaltungsentwurfs.

• Die Studierenden führen den Entwurf, die Synthese und das Testen von digitalen Schaltungen auf programmierbarer Hardware (FPGAs) durch.

Verstehen

• Die Studierenden verstehen, dass Hardware heutzutage mit Software am Rechner entwickelt und simuliert wird.

• Die Studierenden verstehen den Schaltungsentwurf mittels einer Beschreibungssprache (VHDL).

Anwenden

• Die Studierenden erarbeiten und diskutieren verschiedene Lösungswege für die Datencodierung sowie den Entwurf und die Optimierung von digitalen Hardwareschaltungen.

Selbstkompetenz

• Die Studierenden erlernen die Fähigkeit, digitale Schaltungen und Systeme eigenständig zu konzipieren und zu implementieren.

Weitere Informationen:

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:
Das Modul ist im Kontext der folgenden Studienfächer/Vertiefungsrichtungen verwendbar:

1. Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2007 | TechFak | Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Bachelor of Science) | alte Prüfungsordnungen | Grundlagen- und Orientierungsprüfung (GOP) | Grundlagen der Technischen Informatik)
2. Informatik (1. Staatsprüfung für das Lehramt an Gymnasien): ab 5. Semester
   (Po-Vers. 2007 | TechFak | Informatik (1. Staatsprüfung für das Lehramt an Gymnasien) | Module Fachwissenschaft Informatik | Grundlagen der Technischen Informatik)
3. Informatik (Bachelor of Arts (2 Fächer))
   (Po-Vers. 2008 | TechFak | Informatik (Bachelor of Arts (2 Fächer)) | alte Prüfungsordnungen | Gesamtkonto | Bachelor-Module Informatik | Grundlagen der Technischen Informatik)
4. Informatik (Bachelor of Arts (2 Fächer))
   (Po-Vers. 2010 | TechFak | Informatik (Bachelor of Arts (2 Fächer)) | weitere Pflichtmodule | Grundlagen der Technischen Informatik)
5. Informatik (Bachelor of Arts (2 Fächer))
   (Po-Vers. 2013 | TechFak | Informatik (Bachelor of Arts (2 Fächer)) | weitere Pflichtmodule | Grundlagen der Technischen Informatik)
6. Informatik (Bachelor of Science): 1-2. Semester
   (Po-Vers. 2007 | TechFak | Informatik (Bachelor of Science) | Grundlagen- und Orientierungsprüfung (GOP) | Grundlagen der Technischen Informatik)
7. Informatik (Bachelor of Science): 2. Semester
   (Po-Vers. 2009s | TechFak | Informatik (Bachelor of Science) | Grundlagen- und Orientierungsprüfung | Grundlagen der Technischen Informatik)
8. Informatik (Bachelor of Science): 1. Semester
   (Po-Vers. 2009w | TechFak | Informatik (Bachelor of Science) | Grundlagen- und Orientierungsprüfung (GOP) | Grundlagen der Technischen Informatik)
9. Medizintechnik (Bachelor of Science): 5. Semester
   (Po-Vers. 2009 | TechFak | Medizintechnik (Bachelor of Science) | alte Prüfungsordnungen | Gesamtkonto | Modulgruppen B5 und B8.1 - Kompetenzfeld Bildgebende Verfahren | Modulgruppe B5 - Kernmodule | Grundlagen der Technischen Informatik)
10. Medizintechnik (Bachelor of Science): 5. Semester
    (Po-Vers. 2009 | TechFak | Medizintechnik (Bachelor of Science) | alte Prüfungsordnungen | Gesamtkonto | Modulgruppen B6 und B8.2 - Kompetenzfeld Gerätetechnik | Modulgruppe B8.2 - Vertiefungsmodule MB/WW/CBI | Grundlagen der Technischen Informatik)
11. Medizintechnik (Bachelor of Science): 5. Semester
    (Po-Vers. 2013 | TechFak | Medizintechnik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Kern- und Vertiefungsmodule der Kompetenzfelder | Studienrichtung Bildgebende Verfahren | B5 Studienrichtung Bildgebende Verfahren (ET/INF) | Grundlagen der Technischen Informatik)
12. Medizintechnik (Bachelor of Science)
    (Po-Vers. 2018w | TechFak | Medizintechnik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Pflicht- und Wahlpflichtmodule der Studienrichtung Medizinelektronik, medizinische Bild- und Datenverarbeitung (Modulgruppen B5 und B8) | B5 Pflicht- und Wahlpflichtmodule der Studienrichtung Medizinelektronik, medizinische Bild- und Datenverarbeitung | Studienrichtung Medizinelektronik, medizinische Bild- und Datenverarbeitung | Grundlagen der Technischen Informatik)
13. Medizintechnik (Bachelor of Science)
    (Po-Vers. 2018w | TechFak | Medizintechnik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Pflicht- und Wahlpflichtmodule der Studienrichtung Medizinische Gerätetechnik, Produktionstechnik und Prothetik (Modulpruppen B6 und B8) | B8 Wahlpflichtmodule der Studienrichtung Medizinische Gerätetechnik, Produktionstechnik und Prothetik | Vertiefungsmodule MB/WW/CBI | Grundlagen der Technischen Informatik)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Klausur zu Grundlagen der Technischen Informatik (Prüfungsnummer: 31101)

(englischer Titel: Examination (Klausur) on Foundations of Computer Engineering)

Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 120, benotet

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

weitere Erläuterungen:
Auf Basis der Bewertung zweier während des Semesters angebotener Miniklausuren (Dauer jeweils ca. 30 Minuten) können Bonuspunkte erworben werden, die zu dem Ergebnis einer bestandenen Klausur hinzugerechnet werden.

Erstablegung: WS 2021/2022, 1. Wdh.: SS 2022

1. Prüfer:

Oliver Keszöcze

Termin: 06.04.2022, 08:00 Uhr, Ort: s. Aushang

Kurztest, praktische Übungen zu Grundlagen der Technischen Informatik (Übungsleistung) (Prüfungsnummer: 31102)

(englischer Titel: Tutorial Credit: Foundations of Computer Engineering)

Studienleistung, Übungsleistung, unbenotet, 2.5 ECTS

weitere Erläuterungen:
Scheinvergabe abhängig vom erfolgreichen Absolvieren zweier praktischer Übungen mit jeweils einem mündlichen Kurztestat (Dauer jeweils ca. 30 Minuten).

Erstablegung: WS 2021/2022, 1. Wdh.: SS 2022

1. Prüfer:

Oliver Keszöcze