Rechnerarchitektur und Digitaltechnik
Computer Architecture and Digital Technology
5 CPWinterDEBeing phased out
Contents
Vorlesung • Grundlagen der digitalen SchaltungstechnikBauelemente zum Aufbau eines Digitalrechners (Flip-Flop, Register, Multiplexer, Demultiplexer, Zähler,.…) • Speicherbauelemente, Speichertechnologien (ROM, RAM, statisch-dynamische Speicher) • AD-Umsetzer, DA-Umsetzer • dedizierte Schaltwerke: universelle Verarbeitungseinheiten • Arbeitsphasenkonzept eines Rechners: x-Adressmaschine im Bezug zum Befehlswort eines Rechners • interne Zahlen- und Datendarstellung, Codealphabete Codesicherungsverfahren (Parität, Hammingcode) • Adressierungsverfahren in Rechenmaschinen (absolut, relativ, ndirekt, Basis-, Seiten- Indexadressierung), virtuelle und dynamische Adressierung, • Prinzipien der Datenfindung ohne numerischeAdressierungsverfahren (Stack, Cache) • Speicherorganisation (Matrixspeicher, 2D u. 3D-Organisation) • Rechenwerk: CPU-Realisierung auf Ebenendarstellung(Arithmetik, Logik) • Interne Bussysteme einer CPU (Einbus, Zweibus, Dreibusarchitektur), externe Bussysteme eines Rechners • (Überblick) • Mikrprogrammsteuerwerk (MPSTW) eines Mikroprozessors Übung und Praktikum • Wiederholung und vertiefende Diskussion zum Vorlesungsinhalt, ständiger Bezug zu aktuellen Realisierungen im Computerbereich • Erläuterung der Wirkung von Programmiercode auf die vorhandene Architektur (Spezifikation) • Beispielaufgaben, Dimensionierungen von Speichern • Wirkung der STACK-Architektur (bzgl. Programmierung, Programmablauf, Debugtechniken, usw.) • Unterbrechungssystem eines Rechners (Interrupt) • Konzepte: J.v.Neumann, Harvard, SuperScalar, VLIW, CISC, RISC-Konzepte • Aufbau von Mikrorechnern und Mikroprozessoren • Aufbau kombinatorischer Schaltungen, Testung und Inbetriebnahme (Flip-Flop-Schaltungen, bistabiler Multivibrator, Zählerbaugruppe, …) (an 8 Versuchsplätzen möglich) • Arbeit mit einem Rechnersimulator (COMPI16) im Labor
Learning outcomes
Kompetenzen • Fertigkeit zum logischen, analytischen und konzeptionellen Denken • Kompetenz zur Vernetzung unterschiedlicher FachgebieteKenntnisse und Fähigkeiten Kenntnisse und Fähigkeiten • Vermittlung der Grundlagen der Rechnerarchitektur (Computer science) • Einführung in die Grundlagen der digitalen Schaltungstechnik • Aufbau von elektronischen Rechenmaschinen, ihrer Komponenten und Peripheriesysteme • Erlernen der Wirkmechanismen der internen Steuerung eines Computers (MPSTW)
Assessment
• Klausur, 120 Min
Literature (7)
- W.K. Giloi: "Rechnerarchitektur", Springer Verlag, 1993
- A. Tanenbaum: "Computerarchitektur", Pearson Studium, 2005
- Beierlein, Hagenbruch: "Computerarchitektur", Fachbuchverlag, 2004
- N.P. Carter: "Computerarchitektur", MITP-Verlag Bonn, 2003
- Becker, Drechsler, Molitor: "Technische Informatik: Eine Einführung", Pearson Education, 2005
- H.-D. Wuttke: "Schaltsysteme, eine automatentheoretische Einführung", Pearson Studium, 2008
- H. Kolloschie: "Rechnerarchitektur I" und "Rechnerarchitektur II", Script, BTU-CS, VS.1.3
Source: BTU's module description · retrieved 28 Sep 2026Original