Inhalt
Diese Vorlesung soll (zusammen mit den Übungen) vermitteln:
- Die grundlegenden Konzepte, Organisationsformen und Entwurfsmethoden
von Rechnersystemen und deren Vernetzung, einschließlich der
Betriebs(system)software.
- Ein Theorie- und Methodenrepertoire für die Konfigurierung, den Entwurf,
die Realisierung, und die angemessene Nutzung von Rechnern
unter Berücksichtigung ihrer Basiskomponenten und der eingesetzten
Betriebssysteme. Hierbei finden technologische, ökonomische und
anwendungsspezifische Randbedingungen Berücksichtigung.
Die Vorlesung behandelt:
- Grundbegriffe der Informationsverarbeitung: Information,
Repräsentation von Information, Zahlensysteme, Codierung
- Rechnerarithmetik: Operationen mit Zahlen, Ganzzahl- und
Gleitkomma-Arithmetik
- Lokale und globale Konzepte der Digitaltechnik: Boole'sche Algebra,
Automatentheorie, Schaltnetze, synchrone und asynchone Schaltwerke,
kooperierende Schaltwerke (Operationswerk, Steuerwerk),
Datenpfade, Bus-Systeme, Zähler, Register, Speicher
- von-Neumann-Rechner: Architektur, Befehlssatz
- ISA-Konzepte: CISC, RISC
- Grundlagen zu Maschinen- und Assembler-Code
- Betriebssystemebene: Konzepte und Aufgaben, Ressourcenverwaltung,
Scheduling
- Speicherhierarchie: Speichertypen, Cache-Organisation,
virtueller Speicher
- Pipelining und superskalare Architekturen
- Parallele Architekturen
- Kommunikation, Schnittstellen und Peripheriegeräte
Lernziel
Diese Grundlagenveranstaltung verfolgt drei Ziele:
- Verstehen der grundlegenden Konzepte, Organisationsformen und
Entwurfsmethoden von Rechnerstrukturen und deren Vernetzung
einschießlich der Betriebssoftware.
- Verstehen der Prinzipien der technischen Realisierung von Rechner- und
Kommunikationshardware
- Kennenlernen von Methoden zur formalen Beschreibung, Modellierung und
Bewertung von Rechen- und Kommunikationssystemen auf unterschiedlichen
Abstraktionsebenen
