Fortgeschrittene Rechnerarchitekturen - Interaktive Studienpläne der TU Ilmenau

Grundkenntnisse zu Rechnerarchitekturen und Technischer Informatik aus den entsprechenden Lehrveranstaltungen.

Lernergebnisse und Kompetenzen aus der Vorlesung:

Fachkompetenz: Die Studierenden verstehen detailliert gemeinsame Merkmale, Unterscheidungskriterien, Einsatzgebiete, Aufbau und Funktionsweise von Einchipcontrollern und Digitalen Signalprozessoren. Die Studierenden kennen Aufbau und Funktionsweise ausgewählter typischer Vertreter. Die Studierenden verstehen die Funktionen von Softwarewerkzeugen, die in typischen Entwicklungsprozessen für Einchipcontroller und Digitale Signalprozessoren zum Einsatz kommen.
Die Studierenden verstehen detailliert allgemeine Eigenschaften, Vor- und Nachteile, Bedeutung, Aufbau, Funktion und Einsatzmöglichkeiten der behandelten speziellen und innovativen Rechnerarchitekturen. Die Studierenden erkennen die Wirkungsweise ausgewählter Einzelfunktionen anhand beispielhafter Demonstrationen.

Methodenkompetenz: Die Studierenden sind in der Lage, die Eigenschaften und Einsatzmöglichkeiten von Einchipcontrollern und Digitalen Signalprozessoren zu analysieren und ihre Eignung für unterschiedliche Aufgaben zu beurteilen. Die Studierenden sind in der Lage, den Einsatz von Einchipcontrollern und Digitalen Signalprozessoren unter Benutzung von Herstellerinformationen zu planen und durchzuführen. 
Die Studierenden sind in der Lage, spezielle und innovative Rechnerarchitekturen zu analysieren, ihre Einsatzmöglichkeiten zu beurteilen und ihre Einordnung innerhalb der behandelten Rechnerarchitekturen zu erkennen. 

Systemkompetenz: Die Studierenden erkennen den Zusammenhang zwischen Architektur und Anwendung auf dem Gebiet von Einchipcontrollern und Digitalen Signalprozessoren. Die Studierenden verstehen die Bedeutung von Einchipcontrollern und Digitalen Signalprozessoren im Zusammenhang mit der Realisierung eingebetteter Systeme.
Die Studierenden erkennen die Vielfalt und Weiterentwicklung der Rechnerarchitekturen als Teil des allgemeinen technischen Fortschritts.

Sozialkompetenz: Die Studierenden sind in der Lage, einem Vortrag konzentriert und aufmerksam zu folgen und Störungen zu vermeiden. Sie erkennen die geeigneten Zeitpunkte zum Stellen von Fragen.

Neben der Vorlesung wird als weitere Lernform das quellenbasierte Selbststudium eingesetzt.

Lernergebnisse und Kompetenzen aus dem Selbststudium:

Fachkompetenz: Die Studierenden erweitern ihr Wissen über die behandelten Sachverhalte anhand von Quellenmaterial. Sie erarbeiten sich weitere Einzelkenntnisse und vertiefen das Wissen, das sie in der Vorlesung erworben haben.

Methodenkompetenz: Die Studierenden sind in der Lage, geeignete und zuverlässige Informationen in der Literatur und im Internet aufzufinden. Sie sind in der Lage, die gefundenen Informationen einzuordnen und mit dem bereits erworbenen Wissen zu verknüpfen. Sie sind darüber hinaus in der Lage, ausgehend von einer konkreten Aufgabe oder Fragestellung die Notwendigkeit eines Quellenstudiums zu erkennen und dieses sachgerecht durchzuführen.

Systemkompetenz: Die Studierenden vertiefen ihr Verständnis über die Einordnung und Bedeutung der behandelten einmzelnen Architekturen innerhalb der Gesamtbetrachtung der Rechnerarchitekturen.

Sozialkompetenz: Die Studierenden besitzen eine Balance zwischen dem selbstständigen, konzentrierten Arbeiten und dem Austausch mit Anderen.

ACHTUNG:
Beginnend ab WS 2023/24 wird dieses Modul in englischer Sprache unter dem Titel "Advanced Computer Architectures" durchgeführt. 
Ein getrenntes Angebot "Fortgeschrittene Rechnerarchitekturen" gibt es nicht.
Die neue Modulnummer ist  201198.

• Themenkomplex "Einchipcontroller und Digitale Signalprozessoren"
• Aufbau, Funktionsweise, Gemeinsamkeiten und Unterscheidungskriterien von Einchipcontrollern (Einchipmikrorechner, EMR; auch: Mikrocontroller, µC) und Digitalen Signalprozessoren (DSP); 
• Detaillierte Betrachtung von EMR an Beispielen: Prozessorkerne, maschinennahe Programmierung, integrierte Peripheriefunktionen; Entwicklungswerkzeuge und Entwicklungsabläufe
• Detaillierte Betrachtung von DSP an Beispielen: Prozessorkerne, maschinennahe Programmierung, integrierte Peripheriefunktionen; Entwicklungswerkzeuge und Entwicklungsabläufe
• Themenkomplex "Spezielle und innovative Rechnerarchitekturen"
• Vektorrechner, 
• Virtuelle Befehlssatzarchitekturen, 
• Datenfluss-Architekturen, 
• Processing in Memory (PIM), 
• Neurocomputer, 
• Tendenzen bei Steuerfluss-Prozessoren, 
• Optische Computer,
• Quantencomputer

Anschriebe, Folien, Rechnerdemonstrationen, Downloads

Technische Anforderungen bei alternativen Lehrleistungen in elektronischer Form:
Internetzugang, Mikrofon+Lautsprecher oder Headset, Webex Meeting 
(bei Abschlussleistung zusätzlich Kamera)

Weiterführende Literaturhinweise:

Onlinequellen einiger Hersteller von Einchipcontrollern und DSP. 

Onlinequellen und Einzelartikeln zu speziellen und innovativen Rechnerarchitekturen.

Diese sind den Onlineangeboten des Moduls zu entnehmen.

Die Beschaffung von Literatur ist nicht gefordert.