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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

In der Lehrveranstaltung soll der prinzipielle Aufbau eines Rechners von der Hardware-Sichtweise eingeführt werden.

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.
Aktuelle Artikel: Literatur: Ergänzende Literatur:
  • A. Tanenbaum, J. Goodman, Computerarchitektur, Pearson Studium, 2001
  • 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 08:00 - 10:00 HS Kl. Hörsaal (1010),
Do von 08:00 - 10:00 HS Kl. Hörsaal (1010)
ACHTUNG: am Do den 14.06.2007 von 08:00 - 10:00 im SFG 0140


Tutorien:

Zeit

Raum

Tutor
Di, 8-10 Uhr MZH 7250 Frank Dylla
Di, 8-10 Uhr MZH 7230 Mathias Soeken
Di, 13-15 Uhr MZH 7250 Ingo Sieverdingbeck
Di, 13-15 Uhr MZH 7230 Sebastian Offermann
Mi, 13-15 Uhr MZH 7220 Marcus-Sebastian Schröder
Do, 10-12 Uhr GW1 C1070 Christian Genz
ACHTUNG: für das an Himmelfahrt ausfallende Tutorium von Christian Genz wird Ersatz am Mi den 16.05.2007 um 15:00 (MZH-7230) angeboten


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


Formular für TI1 Leistungsnachweis

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Übungsblatt 1

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ACHTUNG: neuer Termin. Abgabe am 07.05.
Übungsblatt 2

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Abgabe am 14.05.
Übungsblatt 3

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Abgabe am 21.05.
Übungsblatt 4

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Abgabe am 04.06.
Übungsblatt 5

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Abgabe am 11.06.
Übungsblatt 6

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Abgabe am 18.06.
Übungsblatt 7

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Abgabe am 25.06.
Übungsblatt 8

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Abgabe am 02.07.
Übungsblatt 9

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Abgabe am 09.07.




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