Technische Grundlagen Medieninformatik

Ingenieurwissenschaften und Informatik

Version 22.0 vom 22.11.2019

11B1890

Technical Basics of Computer Science

Informatik - Medieninformatik (B.Sc.)

1

Das Verständnis der technischen Grundlagen und der Architektur von Rechnersystemen ist für Informatiker von wesentlicher Bedeutung. Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage Rechnersysteme anhand von Kernparametern zu beurteilen. Sie können die Leistungsfähigkeit von Rechnern auf Basis vereinfachter Modellannahmen berechnen.

1. Technische Grundlagen digitaler Systeme
2. Abtastung, Diskretisierung, Signalverarbeitung
3. Grundlagen Rechnerarchitektur
4. Zahlensysteme
5. Mikroprozessoren
6. Programmierung von Mikroprozessoren
7. Speicher und Speicherhierarchie
8. Parallelverarbeitung

Wissensverbreiterung
Die Studierenden kennen die technischen Grundlagen moderner Rechnersysteme und sind in der Lage, diese Kenntnisse für die Programmierung von Rechnersystemen anzuwenden. Sie können den prinzipiellen Einfluss von Architekturvarianten auf die Eigenschaften, insbesondere die Rechenleitung, eines Systems beurteilen.
Wissensvertiefung
Die Studierenden wissen, wie Daten in digitalen Rechnern repräsentiert sind. Sie kennen den Aufbau und die grundlegende Funktionesweise eines einfachen Beispielrechners und sind in der Lage dieses in Hochsprache und Assembler zu programmieren. Sie kennen die Funktionsweise von Elementen der Speicherhierarchie moderner Systeme, insbesondere die grundlegende Funktionsweise von Caches. Sie können diese Kenntnisse für die effiziente Programmierung von Rechnern anwenden.
Können - instrumentale Kompetenz
Die Studierenden können ein einfaches Beispielsystem auf unterschiedlichen Abstraktionsbenenen programmieren und sind in der Lage einfache Optimierungen von Programmen durchzuführen.
Sie sind in der Lage auf Basis von Modellannahmen numerische Abschätzungen der Rechenleistung eines Rechners durchzuführen.
Können - kommunikative Kompetenz
Die Studierenden können die technischen Grundlagen von Rechnersystemen erläutern.
Können - systemische Kompetenz
Die Studierenden können die essentielle Zusammenhänge zwischen Hardwarearchitektur und Softwarekomponenten beurteilen und anhand einfacher Modelle numerisch abschätzen.

Die Veranstaltung umfasst eine Vorlesung mit Übungen und ein begleitendes Laborpraktikum. Im Laborpraktikum werden praktische Aufgaben durch Kleinguppen selbständig bearbeitet. Anwendungs- und Übungsbeispiele sind in der Veranstaltung integriert.

Gehrke, Winfried

• Gehrke, Winfried
• Lang, Bernhard
• Weinhardt, Markus

5

David Patterson, John LeRoy Hennessy: "Rechnerorganisation und Rechnerentwurf: Die Hardware/Software-Schnittstelle", De Gruyter Oldenbourg, 2016.

Winfried Gehrke, Marco Winzker, Klaus Urbanski, Roland Woitowitz: "Digitaltechnik", Springer, Heidelberg 2016.

Paul Herrmann: "Rechnerarchitektur: Aufbau, Organisation und Implementierung", Vieweg+Teubner, 2011.

Dirk Hoffmann: "Grundlagen der technischen Informatik", Hanser, 2016.

Klausur 2-stündig

Experimentelle Arbeit

1 Semester

Wintersemester und Sommersemester

Deutsch