In der Lehrveranstaltung werden der prinzipielle Aufbau eines Rechners sowie die 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.

• 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

• 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

• Befehlssatz MIPS R2000 - eine Referenz mit Syntax und Kurzbeschreibung aller Befehle.
• SPIM - ein MIPS R2000/R3000 Simulator, mit dem entsprechende Assembler-Programme laufen.
• MARS - ein weiterer MIPS Simulator.

• 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

• 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
• R. E. Bryant, Graph-Based Algorithms for Boolean Function Manipulation, IEEE Trans. Comput., 35, 677-691, 1986

Zeit	Raum	Tutor
Mo, 8-10 Uhr	MZH 1100	Mohamed Bawadekji
Mo, 12-14 Uhr	MZH 1110	Jan Malburg
Di, 8-10 Uhr	MZH 1110	Holger Schultheis
Di, 10-12 Uhr	MZH 1450	Frank Dylla
Di, 16-18 Uhr	MZH 1460	Frank Dylla
Mi, 8-10 Uhr	MZH 5210	Holger Schultheis
Mi, 8-10 Uhr	MZH 1090	Oliver Keszöcze
Mi, 8-10 Uhr	MZH 1460	Nicole Drechsler