course: Rechnerarchitektur für Informatik

number:
141142
teaching methods:
lecture with tutorials
media:
Videoübertragung, overhead transparencies, Moodle
responsible person:
Prof. Dr. Philipp Niemann
Lecturers:
Prof. Dr. Philipp Niemann (ETIT), Jun. Prof. Dr.-Ing. Steffen Bondorf (Mathematik)
language:
german
HWS:
4
CP:
see examination rules
offered in:
winter term

dates in winter term

  • start: Friday the 15.10.2021
  • lecture Fridays: from 10:15 to 11.45 o'clock in Online

Exam

Termin wird vom Dozenten bekannt gegeben

Form of exam:written
Registration for exam:Wird vom Dozenten bekannt gegeben
Duration:120min

goals

Die Studierenden kennen Zusammenhänge und haben Detailkenntnisse bezüglich der Komponenten und der Funktionsweise moderner Computersysteme. Dies schließt neben dem Prozessor auch das Speichersystem und die Schnittstellen zu weiteren Systemkomponenten ein. Auf der Basis dieser Kenntnisse sind die Studierenden in der Lage Computersysteme und deren Komponenten bezüglich verschiedener Metriken, wie z.B. Rechenleistung, Speicherperformance etc. auf deren Eignung für eine bestimmte Aufgabe zu bewerten. Weiterhin haben die Teilnehmer dieser Veranstaltung die grundsätzliche Arbeitsweise und den prinzipiellen Aufbau von Prozessoren auf der Ebene der Mikroarchitektur verstanden und sind in der Lage, den Einfluss von Architekturmerkmalen, wie z.B. Pipelining oder Out-of-Order-Execution, auf die Befehlsausführung zu analysieren.

content

Die Veranstaltung Rechnerarchitektur befasst sich mit dem Aufbau und der Funktion moderner Prozesso¬en und Computersysteme. Ausgehend von grundlegenden Computerstrukturen wie der Von-Neumann- und der Harvard-Architektur werden der Aufbau, die Klassifizierung und die technische Realisierung von Rechnersystemen dargestellt. Hierbei wird die Programmierung auf Assemblerebene sowie die Verarbeitung von Programmen durch einen Prozes¬sor erläutert. Der inhaltliche Schwerpunkt der Vorlesung stellt die tiefgehende Analyse der Mikroarchitekturebene eines Prozessors dar, wobei auch moderne Verfahren zur Leistungssteigerung und deren Einsatzgebiete vorgestellt werden. Neben dem eigentlichen Prozessor wird auch das Speichersystem moderner Computer und verschiedene Schnittstellen zu internen und externen Komponenten des Computersystems behandelt. Alle Themen werden mit aktuellen Beispielen aus verschiedenen Bereichen der Technik erläutert.

requirements

Grundkenntnisse in Digitaltechnik

recommended knowledge

keine

literature

  1. Hennessy, John L., Patterson, David A. "Computer Organization and Design MIPS Edition: The Hardware/Software Interface ", Morgan Kaufmann, 2013
  2. Drechsler, Rolf "Computer: Wie funktionieren Smartphone, Tablet & Co.? ", Springer Verlag, 2017
  3. Hoffmann, Dirk W. "Grundlagen der Technischen Informatik", Carl Hanser Verlag GmbH & Co.KG, 2009
  4. Austin, T., Tanenbaum, A.S. "Rechnerarchitektur (6. Auflage)", Pearson Studium, 2014
  5. Hennessy, John LeRoy , Patterson, David "Rechnerorganisation und Rechnerentwurf: Die Hardware/Software-Schnittstelle", Oldenbourg Wissenschaftsverlag, 2011
  6. Becker, Bernd "Technische Informatik: Eine einführende Darstellung", Oldenbourg Wissenschaftsverlag, 2008
  7. Becker, Bernd, Drechsler, Rolf, Molitor, Paul "Technische Informatik: Eine Einführung (Pearson Studium-IT)", Pearson Studium, 2005

miscellaneous

Im Moodle-Kurs werden alle Informationen zur Vorlesung etc. bekannt gegeben: https://moodle.ruhr-uni-bochum.de/course/view.php?id=42618