Technische Universität Ilmenau

Computer Engineering - Modultafeln of TU Ilmenau

The Modultafeln have a pure informational character. The legally binding information can be found in the corresponding Studienplan and Modulhandbuch, which are served on the pages of the course offers. Please also pay attention to this legal advice (german only). Information on place and time of the actual lectures is served in the Vorlesungsverzeichnis.

subject properties Computer Engineering in major Diplom Elektrotechnik und Informationstechnik 2017
subject number5131
examination number2200001
departmentFakultät für Informatik und Automatisierung
ID of group 2231 (Group for Computer Architecture and Embedded Systems)
subject leaderProf. Dr. Wolfgang Fengler
term Wintersemester
languageDeutsch
credit points4
on-campus program (h)45
self-study (h)75
Obligationobligatory
examwritten examination performance, 90 minutes
details of the certificate
maximum number of participants
previous knowledge and experience

Hochschulreife

learning outcome

Fachkompetenz:

Die Studierenden verfügen über Kenntnisse und Überblickswissen zu den wesentlichen Strukturen und Funktionen von digitaler Hardware und haben ein Grundverständnis für den Aufbau und die Wirkungsweise von Funktionseinheiten von Digitalrechnern. Die Studierenden verstehen detailliert Aufbau und Funktionsweise von Prozessoren, Speichern, Ein-Ausgabe-Einheiten und Rechnern. Die Studierenden verstehen Entwicklungstendenzen der Rechnerarchitektur.

Methodenkompetenz:

Die Studierenden sind in der Lage, einfache digitale Schaltungen zu analysieren und zu synthetisieren. Sie können einfache Steuerungen sowohl mit Hilfe von diskreten Gatterschaltungen als auch mit Hilfe programmierbarer Schaltkreise erstellen. Sie sind in der Lage, Automatenmodelle zu verstehen und anzuwenden. Sie können die rechnerinterne Informationsverarbeitung modellieren und abstrakt beschreiben sowie die zugehörigen mathematischen Operationen berechnen. Die Studierenden entwerfen und analysieren einfache maschinennahe Programme.

Systemkompetenz:

Die Studierenden verstehen das grundsätzliche Zusammenspiel der Baugruppen eines Digitalrechners als System. Sie erkennen den Zusammenhang zwischen digitalen kombinatorischen und sequentiellen Schaltungen, Funktionsabläufen innerhalb von Rechnern und der Ausführung von Maschinenprogrammen anhand praktischer Übungen. Sozialkompetenz: Die Studierenden erarbeiten Problemlösungen einfacher digitaler Schaltungen, der Rechnerarchitektur und von einfachen Maschinenprogrammen in der Gruppe. Sie können von ihnen erarbeitete Lösungen gemeinsam in Übungen auf Fehler analysieren, korrigieren und bewerten.

content

1. Mathematische Grundlagen

  • Aussagen und Prädikate, Abbildungen, Mengen
  • Anwendung der BOOLEschen Algebra und der Automatentheorie auf digitale Schaltungen

2. Informationskodierung / ausführbare Operationen

  • Zahlensysteme (dual, hexadezimal)
  • Alphanumerische Kodierung (ASCII)
  • Zahlenkodierung 3. Struktur und Funktion digitaler Schaltungen
  • BOOLEsche Ausdrucksalgebra, Schaltalgebraische Ausdrücke, Normalformen
  • Funktions- und Strukturbeschreibung kombinatorischer und sequenzieller Schaltungen, programmierbare Strukturen
  • Analyse und Synthese einfacher digitaler Schaltungen
  • digitale Grundelemente der Rechnerarchitektur (Tor, Register, Bus, Zähler/Zeitgeber)

4. Rechnerorganisation

  • Kontroll- und Datenpfad
  • Steuerwerk (Befehlsdekodierung und -abarbeitung)
  • Rechenwerk (Operationen und Datenübertragung)

5. Rechnergrundarchitekturen und Prozessoren

  • Grundarchitekturen
  • Prozessorgrundstruktur und Befehlsablauf
  • Erweiterungen der Grundstruktur
  • Befehlssatzarchitektur und einfache Assemblerprogramme

6. Speicher

  • Speicherschalkreise als ROM, sRAM und dRAM
  • Speicherbaugruppen

7. Ein-Ausgabe

  • Parallele digitale E/A
  • Serielle digitale E/A
  • periphere Zähler-Zeitgeber-Baugruppen
  • Analoge E/A

8. Fortgeschrittene Prinzipien der Rechnerarchitektur

  • Entwicklung der Prozessorarchitektur
  • Entwicklung der Speicherarchitektur
  • Parallele Architekturen

 

media of instruction
  • Vorlesung mit Tafel/Auflicht-Presenter und Powerpoint-Präsentation,
  • eLearnig-Angebote im Internet,
  • Arbeitsblätter und Aufgabensammlung für Vorlesung und Übung (Online und Copyshop),
  • Lehrbuch (auf Ilmedia verfügbar)

Ergänzend: Webseiten (Materialsammlung und weiterführende Infos)

literature / references

Primär: Eigenes Material (Online und Copyshop) sowie empfohlene Lehrbücher:

  • Wuttke, H.-D.; Henke, K: Schaltsysteme - Eine automatenorientierte Einführung, Verlag: Pearson Studium, 2003
  • W. Fengler und O. Fengler: Grundlagen der Rechnerarchitektur. Ilmenau 2016. ilmedia.
  • Hoffmann, D.W.: Grundlagen der Technischen Informatik, Hanser- Verlag, 2007
  • Märtin, C.: Einführung in die Rechnerarchitektur - Prozessoren und Systeme. ISBN 3-446-22242-1, Hanser 2003.
  • Flik, T.: Mikroprozessortechnik. ISBN 3-540-42042-8, Springer 2001

Ergänzend: Webseiten (Materialsammlung und weiterführende Infos)

  • http://www.tu-ilmenau.de/?r-tira
  • https://www.tu-ilmenau.de/iks/lehre/bachelor-studiengaenge/

(dort auch gelegentlich aktualisierte Literaturhinweise und Online-Quellen).

evaluation of teaching

Pflichtevaluation:

Freiwillige Evaluation:

WS 2008/09 (Vorlesung, Übung)

WS 2009/10 (Vorlesung, Übung)

WS 2010/11 (Vorlesung, Übung)

WS 2011/12 (Vorlesung, Übung)

WS 2012/13 (Übung)

WS 2013/14 (Übung)

WS 2014/15 (Übung, Fach)

WS 2015/16 (Übung)

WS 2015/16 (Fach)

SS 2016 (Fach)

WS 2016/17 (Fach, Seminar)

SS 2017 (Fach)

WS 2017/18 (Seminar, Fach, Übung)

Hospitation: