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Universität Bremen Universität Bremen Fachbereich 3 Informatik
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Technische Informatik 1 03-05-G-700.11

Veranstalter: Prof. Dr. Rolf Drechsler, Dr. Robert Wille

In der Lehrveranstaltung wird der prinzipielle Aufbau eines Rechners sowie der darunterliegenden Hardware-Konzepte eingeführt.

Die wesentlichen Aspekte hierbei sind:

  • Kenntnisse über die unterschiedlichen Ebenen und Sprachen und die daraus resultierenden Sichtweisen eines Rechners bzw. eines Systems. Hierzu werden die verwendeten Komponenten im Einzelnen besprochen und systematisch deren Zusammenhang beschrieben.
  • Kenntnisse über digitale Schaltungen und wie auf deren Basis die zuvor eingeführten Komponenten eines Rechners umgesetzt werden können. Implementierungsabhängige Aspekte werden besprochen und Optimierungskriterien bzgl. des Schaltungsentwurfs werden vorgestellt.
Dem entsprechen zwei inhaltliche Schwerpunkte:

Rechnerarchitektur
  • Rechnersichtweisen: Ebenen und Sprachen, Hierarchie, Compiler, Interpreter
  • Aufbau und Funktionsweise: Hardware, Software, Firmware, Aufbau eines von-Neumann-Rechners, Arbeitsspeicher, Speicherzelle, Arbeitsweise eines Prozessors, Speicher, I/O Busse
  • Befehlssatz: RISC, CISC, Designprinzipien
  • Pipelining
  • Speicher: Hierarchie, Organisation, Caches, Hintergrundspeicher
  • Parallelität: Ausprägungen, Klassifikation von parallelen Rechnerarchitekturen, Exkurs über Verbindungsstrukturen
Digitale Schaltungen und Rechnerorganisation:
  • Schaltkreise: Technologien, Definition, Kosten, Semantik von kombinatorischen Schaltkreisen, Simulation, Teilschaltkreise, Hierarchischer Entwurf, Beispiele
  • Kodierung: Zeichen, Zahlen, Zahlensysteme, Übertragung, Fehlerkorrektur, Hamming-Code, Huffman-Code, Festkommadarstellungen, Zahlendarstellung durch Betrag und Vorzeichen, Einer-/Zweierkomplement-Darstellung, Gleitkommadarstellung (IEEE-754 Format)
  • Boolescher Kalkül: Funktion, Algebra, Ausdrücke, alternative Funktionsdarstellung, z.B. durch Entscheidungsdiagramme
  • Zweistufige Schaltungen: Logiksynthese, Implikanten, Primimplikanten, Minimierung, Quine/McClusky, Überdeckungsproblem
  • Integrierte Schaltungen, arithmetische Schaltungen, ALU
  • Schaltungen mit speichernden Elementen
Links:
  • SPIM - ein MIPS R2000/R3000 Simulator, mit dem entsprechende Assembler-Programme laufen.
Literatur:
  • B. Becker, P. Molitor, Technische Informatik, Oldenbourg Wissenschafts Verlag, 2008
  • B. Becker, R. Drechsler, P. Molitor, Technische Informatik - Eine Einführung, Pearson Education Deutschland, 2005
  • A. Tanenbaum, J. Goodman, Computerarchitektur, Pearson Studium, 2001
  • D. Hoffmann, Grundlagen der Technischen Informatik, Hanser Verlag, 2007
Ergänzende Literatur:
  • H. Wuttke, K. Henke, Schaltsysteme, Pearson Studium, 2002
  • W. Stallings, Computer Organization & Architecture, Prentice Hall, 2002
  • C. Siemers, A. Sikora, Taschenbuch Digitaltechnik, Fachbuchverlag Leipzig, 2002
  • T. Beierlein, O. Hagenbruch, Taschenbuch Mikroprozessortechnik, Fachbuchverlag Leipzig, 2001
  • D. Patterson, J. Hennessy, Rechnerorganisation und -entwurf: Die Hardware/Software-Schnittstelle, Spektrum akademischer Verlag, 2005


 Ort & Zeit:

Vorlesung:
Mo von 14:00 - 16:00 NW1 H 1 - H0020,
Do von 08:00 - 10:00 NW1 H 1 - H0020

Tutorien:

Zeit

Raum

Tutor
Mo, 8-10 Uhr MZH 1100 Christian Genz
Mo, 8-10 Uhr MZH 1110 Mathias Soeken
Di, 8-10 Uhr MZH 1100 Jasper van de Ven
Di, 14-16 Uhr MZH 1450 Jasper van de Ven
Mi, 8-10 Uhr MZH 1450 Sebastian Jauert
Mi, 12-14 Uhr MZH 1100 Fereshta Yazdani
Do, 10-12 Uhr MZH 5210 Immo Colonius


[Folien (außer Übungsblätter) nur aus dem Campusnetz erreichbar]


Formular für TI1 Leistungsnachweis

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generiert am 01.07.
Übungsblatt 1

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generiert am 12.04.
Übungsblatt 10

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generiert am 14.06.
Übungsblatt 2

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generiert am 18.02.
Übungsblatt 3

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generiert am 25.04.
Übungsblatt 4

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generiert am 02.05.
Übungsblatt 5

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generiert am 09.05.
Übungsblatt 6

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generiert am 16.05.
Übungsblatt 7

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generiert am 24.05.
Übungsblatt 8

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generiert am 30.05.
Übungsblatt 9

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generiert am 06.06.




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