Technische Universität Ilmenau

Fortgeschrittene Modellierung und Rechnerarchitekturen - Modultafeln der TU Ilmenau

Die Modultafeln sind ein Informationsangebot zu unseren Studiengängen. Rechtlich verbindliche Angaben zum Verlauf des Studiums entnehmen Sie bitte dem jeweiligen Studienplan (Anlage zur Studienordnung). Bitte beachten Sie diesen rechtlichen Hinweis. Angaben zum Raum und Zeitpunkt der einzelnen Lehrveranstaltungen entnehmen Sie bitte dem aktuellen Vorlesungsverzeichnis.

Fachinformationen zu Fortgeschrittene Modellierung und Rechnerarchitekturen im Studiengang Master Informatik 2013
Fachnummer101157
Prüfungsnummer2200460
FakultätFakultät für Informatik und Automatisierung
Fachgebietsnummer 2231 (Rechnerarchitektur und eingebettete Systeme)
Fachverantwortliche(r)Prof. Dr. Wolfgang Fengler
Turnusganzjährig
Sprachedeutsch
Leistungspunkte8
Präsenzstudium (h)79
Selbststudium (h)161
VerpflichtungWahlpflicht
Abschlussalternative Prüfungsleistung
Details zum Abschluss
  • Die Prüfungsleistung für das Modul besteht aus drei einzelnen Prüfungsgesprächen für die drei enthaltenen  Fächer. Dauer jeweils 20 Minuten.
  • Auf Wunsch sind kombinierte Prüfungsgespräche für zwei oder drei Fächer möglich.
  • Die gesamte Prüfungsleistung muss innerhalb von zwei Semestern erbracht werden.
  • Die Anmeldung zur Modulprüfung erfolgt im ersten dieser beiden Semester und gilt für das folgende Semester weiter.
  • Die Endnote bildet sich zu gleichen Teilen aus den Einzelergebnissen der drei Prüfungsgespräche.
max. Teilnehmerzahl
Vorkenntnisse

vorausgesetzt:

Rechnerarchitekturen 1 oder Technische Informatik oder vergleichbare Veranstaltung.

empfohlen:

Rechnerarchitekturen 2 oder vergleichbare Veranstaltung.

Rechnerorganisation oder Technische Informatik oder vergleichbare Veranstaltung

Softwaretechnik oder Softwaresysteme oder vergleichbare Veranstaltung

Lernergebnisse

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 Rechnerarchitekturen. Die Studierenden erkennen die Wirkungsweise ausgewählter Einzelfunktionen anhand beispielhafter Demonstrationen.
Detailliertes Verständnis von klassischen und höheren Petri-Netzen, von Möglichkeiten zur formalen Verifikation und Transformation, Anwendung beim Entwurf von digitalen Steuerungssystemen, Anwendung beim Entwurf von parallelen, verteilten und objektorientierten Softwaresystemen sowie diskreten technologischen Systemen und Geschäftsprozessen

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. 
Formale Analyse von Petri-Netzen, Umgang mit interpretierten Petri-Netzen, Modellieren von Sachverhalten mit Petri-Netzen.

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.
Erkennen der Bedeutung und Einsetzbarkeit von Petri-Netzen für Entwurfs- und Analyseaufgaben im Bereich technischer und nichttechnischer Systeme

 

Inhalt

Aufbau, Funktionsweise, Gemeinsamkeiten und Unterscheidungskriterien von Einchipcontrollern (Einchipmikrorechner, EMR; auch: Mikrocontroller, µC) und Digitalen Signalprozessoren (DSP); Detaillierte Betrachtung von EMR an Beispielen; Detaillierte Betrachtung von DSP an Beispielen; Prozessorkerne, maschinennahe Programmierung, integrierte Peripheriefunktionen; Entwicklungswerkzeuge und Entwicklungsabläufe

Vektorrechner, Virtuelle Befehlssatzarchitekturen, Datenfluss-Architekturen, Processing in Memory (PIM), Neurocomputer, Tendenzen bei Steuerfluss-Prozessoren, Optische Computer, Quantencomputer

Definitionen und Eigenschaften von Platz-Transitions-Netzen (PTN), Steuerungsentwurf mit PTN, Hierarchie in PTN, Höhere Netze: Colored Petri Nets (CPN), Modellierung paralleler und verteilter Programme, Technologiemodellierung mit CPN, UML-Diagramme und Petri-Netze, Geschäftsprozesse, Workflow und PN

 

Medienformen

Anschriebe, Folien, Rechnerdemonstrationen, Downloads, Arbeitsblätter 

 

Literatur

Weiterführende Literaturhinweise:

Reisig, W.: System Design Using Petri Nets. Berlin: Springer-Verlag, 1991

Starke, Peter H.: Analyse von Petri-Netz-Modellen. Stuttgart: Teubner,1990

Jensen, K.: Coloured Petri Nets - Basic Concepts, Analysis Methods and Practical Use, Vol. 1: Basic Concepts.

Onlinequellen der Hersteller Infineon und Texas Instruments zu Einchipcontrollern und DSP. 

Umfangreiche Sammlung von Onlinequellen und Einzelartikeln zu speziellen und innovativen Rechnerarchitekturen (Webseite).

Onlinequellen, Linksammlungen und weitere ergänzende Informationen sind den Webseiten zu entnehmen: 
http://tu-ilmenau.de/?r-dsp
http://tu-ilmenau.de/?r-sira
http://tu-ilmenau.de/?r-tapn

Die Beschaffung von Literatur ist nicht gefordert.

 

Lehrevaluation

Informationen und Handreichungen zur Pflege von Modul- und Fachbeschreibungen durch den Modul- oder Fachverantwortlichen finden Sie auf den Infoseiten zum Modulkatalog.