Technische Universität Ilmenau

Technische Informatik - 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 Technische Informatik im Studiengang Bachelor Werkstoffwissenschaft 2009
Modulnummer5131
Prüfungsnummer2200001
FakultätFakultät für Informatik und Automatisierung
Fachgebietsnummer 2231 (Rechnerarchitektur und eingebettete Systeme)
Modulverantwortliche(r)Prof. Daniel Ziener
TurnusWintersemester
SpracheDeutsch
Leistungspunkte4
Präsenzstudium (h)34
Selbststudium (h)86
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

Hochschulreife

Lernergebnisse und erworbene Kompetenzen

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.

Inhalt

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

 

Medienformen und technische Anforderungen bei Lehr- und Abschlussleistungen in elektronischer Form
  • 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)

Moodle: 
https://moodle2.tu-ilmenau.de/course/view.php?id=3782
https://moodle2.tu-ilmenau.de/course/view.php?id=3795

 

Literatur

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

Ergänzend: Webseiten (Materialsammlung und weiterführende Infos)

(dort auch gelegentlich aktualisierte Internet- und Literaturhinweise).

Lehrevaluation

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)

WS 2018/19 (Übung, Seminar)

SS 2019 (Fach)

Hospitation: