Technische Universität Ilmenau

Rechnerarchitekturen 2 - Modultafeln der TU Ilmenau

Die Modultafeln sind ein Informationsangebot zu den Studiengängen der TU Ilmenau.

Die rechtsverbindlichen Studienpläne entnehmen Sie bitte den jeweiligen Studien- und Prüfungsordnungen (Anlage Studienplan).

Alle Angaben zu geplanten Lehrveranstaltungen finden Sie im elektronischen Vorlesungsverzeichnis.

Informationen und Handreichungen zur Pflege von Modulbeschreibungen durch die Modulverantwortlichen finden Sie unter Modulpflege.

Hinweise zu fehlenden oder fehlerhaften Modulbeschreibungen senden Sie bitte direkt an modulkatalog@tu-ilmenau.de.

Modulinformationen zu Rechnerarchitekturen 2 im Studiengang Bachelor Informatik 2010
Modulnummer5383
Prüfungsnummer2200055
FakultätFakultät für Informatik und Automatisierung
Fachgebietsnummer 2231 (Rechnerarchitektur und eingebettete Systeme)
Modulverantwortliche(r)Prof. Daniel Ziener
TurnusWintersemester
SpracheDeutsch
Leistungspunkte3
Präsenzstudium (h)34
Selbststudium (h)56
VerpflichtungPflichtmodul
Abschlussschriftliche Prüfungsleistung, 90 Minuten
Details zum Abschluss
Alternative Abschlussform aufgrund verordneter Corona-Maßnahmen inkl. technischer Voraussetzungen
Anmeldemodalitäten für alternative PL oder SL
max. Teilnehmerzahl
Vorkenntnisse

Vorlesung und Übung „Rechnerarchitekturen 1” oder vergleichbare Veranstaltung

Lernergebnisse und erworbene Kompetenzen

Fachkompetenz:

Die Studierenden verstehen detailliert Aufbau und Funktionsweise von fortgeschrittenen Prozessoren und Rechnern. Die Studierenden verstehen Entwicklungstendenzen der modernen Rechner- und Systemarchitektur.

Methodenkompetenz:

Die Studierenden sind in der Lage, Anwendungsbeispiele und Architekturvarianten zu entwickeln. Die Studierenden analysieren Leistungskennwerte von Rechnern und Rechnersystemen.

Systemkompetenz:

Die Studierenden verstehen das Zusammenwirken der Funktionsgruppen von fortgeschrittenen Rechnern als System und in Rechnersystemen. Sie erkennen den Zusammenhang zwischen Architektur, Leistung und Anwendung anhand von Übungsbesipielen.

Sozialkompetenz:

Die Studierenden sind in der Lage, Problemstellungen der Rechnerarchitektur in der Gruppe zu lösen.

Inhalt
  • Entwicklung der Prozessorarchitektur: Complex-Instruction-Set-Computing (CISC), Reduced-Instruction-Set-Computing (RISC); #
  • Befehls-Pipelining;
  • Skalare Prozessorarchitektur, Very-Long-Instruction-Word-Architektur, Out of Order-Execution; Simultaneous Multithreading.
  • Entwicklung der Speicherarchitektur: Adresspipelining, Burst Mode und Speicher-Banking;
  • Speicherhierarchie,
  • Cache-Prinzip, Cache-Varianten;
  • Beispielarchitekturen;
  • Spezialrechner:
  • Aufbau eines Einchip-Controllers; Einchipmikrorechner des mittleren Leistungssegments, Erweiterungen im E/A-Bereich;
  • Prinzip der digitalen Signalverarbeitung, Digitale Signalprozessoren (DSP), Spezielles Programmiermodell;
  • Leistungsbewertung: MIPS, MFLOPS; Speicherbandbreite; Programmabhängiges Leistungsmodell (Benchmarkprogramme);
  • Parallele Rechnerarchitekturen: Single Instruction Multiple Data, Multiple Instruction Single Data, Multiple Instruction Multiple Data; Enge und Lose Kopplung, Verbindungstopologien
  • Entwicklung von Anwendungsbeispielen, Architekturvarianten und Berechnung von Leistungskennwerten
Medienformen und technische Anforderungen bei Lehr- und Abschlussleistungen in elektronischer Form

Vorlesung: Folien, Arbeitsblätter (Online und Copyshop), Anschriebe

Übung: Arbeitsblätter und Aufgabensammlung (Online und Copyshop)

Allgemein: Onlinematerial (Materialsammlung, Literaturhinweise, Links) 

Moodle:
https://moodle2.tu-ilmenau.de/course/view.php?id=3793
https://moodle2.tu-ilmenau.de/course/view.php?id=3071

Literatur

Primär:

  • Vorlesungsfolien (online bereitgestellt)
  • Materialsammlung zum Download und im Copyshop

Sekundär:

  • C. Märtin: Einführung in die Rechnerarchitektur - Prozessoren und Systeme. ISBN 3-446-22242-1, Hanser 2003.
  • T. Flik: Mikroprozessortechnik und Rechnerstrukturen. ISBN 3-540-22270-7, Springer 2005.

  • J. L. Hennessy, D. A. Patterson: Rechnerorganisation und -entwurf. ISBN 3-8274-1595-0, Elsevier 2005

  • W. Stallings: Computer Organization & Architecture. ISBN 0-13-035119-9, Prentice Hall 2003

  • A. S. Tanenbaum, J. Goodman: Computerarchitektur. ISBN 3-8273-7016-7, Pearson Studium 2003
Lehrevaluation

Pflichtevaluation:

WS 2009/10 (Fach)

WS 2010/11 (Fach)

WS 2016/17 (Fach)

Freiwillige Evaluation:

WS 2008/09 (Vorlesung, Übung)

WS 2009/10 (Übung)

WS 2010/11 (Übung)

WS 2013/14 (Vorlesung, Übung)

SS 2015 (Vorlesung)

WS 2015/16 (Vorlesung, Übung)

WS 2017/18 (Übung)

WS 2018/19 (Übung)

Hospitation: