Organisation und Architektur von Rechnern Show URL Convert to PDF XML representation

 

Modulcode: Inf-OAR
Englische Bezeichnung: Computer Organization and Architecture
Modulverantwortliche(r): Prof. Dr. Reinhard von Hanxleden
Turnus: jedes Jahr im SS (SS10, SS11, SS12, SS13, SS14, SS15)
Präsenzzeiten: 3V 2Ü
ECTS: 7
Workload: 45 Std. Vorlesung, 30 Std. Präsenzübung, 45 Std. Rechnerübungen, 90 Std. Selbststudium
Dauer: ein Semester
Modulkategorien: G (BSc Inf.) G (BSc Inf. (2-Fach))
Lehrsprache: Deutsch

Kurzfassung:

Die Vorlesung vermittelt grundlegende Prinzipien des Entwurfs moderner Rechner und deren Konsequenzen für den Anwender: (1) Integer-Arithmetik, (2) IA32 Assembler, (3) Prozeduren und Stacks, Pufferüberläufe, (4) Y86 Architektur, (5) Hardware Control Language HCL, (6) Pipelining, (7) Caches.

Lernziele:

Die Studierenden erlernen grundlegende Prinzipien des Entwurfs moderner Rechner und deren Konsequenzen für den Anwender. Nach der erfolgreichen Teilnahme an dieser Vorlesung sollen die Studierenden den Computer also nicht mehr als "`Black Box"' wahrnehmen, sondern dessen Funktionsweise bis zu dem Detaillierungsgrad kennen, wie er für den optimalen Umgang mit der Ressource Rechner erforderlich ist. Dies beinhaltet praktische Übungen auf unterschiedlichen Abstraktionsebenen, von der Programmiersprache C über den IA32 Assembler bis zur HCL Hardware-Beschreibungssprache.

Fachliche Kompetenzen werden zur

  • Architektur von Informatiksystemen (intensiv), zu
  • Programmierung und Systementwurf (stärker) sowie zu
  • mathematische und technische Grundlagen

vermittelt.

Überfachliche Kompetenzen werden zur

  • Selbstorganisation sowie zum
  • Projektmanagement

stärker vermittelt.

Lehrinhalte:

In diesem Modul werden aufbauend auf dem Modul G1.2 die Grundlagen der Organisation und Architektur von Rechnern unter Betonung der Anwenderperspektive dargestellt.

Gliederung: (1) Integer-Arithmetik, (2) IA32 Assembler, (3) Prozeduren und Stacks, Pufferüberläufe, (4) Y86 Architektur, (5) Hardware Control Language HCL, (6) Pipelining, (7) Caches.

Voraussetzungen:

Es werden grundlegende Kenntnisse in der Programmiersprache C erwartet. Das Rechenzentrum der CAU bietet hier regelmäßig einen kostenlosen, einwöchigen Kurs in den Semesterferien an (http://www.rz.uni-kiel.de/kurse). Weitere Hinweise siehe Vorlesungshomepage (s.u.).

Prüfungsleistung:

Schriftliche Klausur am Ende der Vorlesung. Nötig für das Bestehen ist das Erreichen von 50% der Klausurpunkte.

Zulassungsvoraussetzungen für die Klausur:

  1. Erreichen von mindestens 50% der Übungspunkte,
  2. Teilnahme an den Übungen, maximal zwei Übungstermine ausgelassen.

Lehr- und Lernmethoden:

Verwendbarkeit:

Literatur:

[BOH2003] Randal E. Bryant and David R. O'Hallaron, Computer Systems: A Programmer's Perspective (CS:APP), Prentice Hall, 2003, ISBN 0-13-034074-X.

[KR1990] Kernighan, Ritchie, Programmieren in C (Zweite Ausgabe ANSI C), Carl Hanser Verlag, 1990

[RRZN2007] Die Programmiersprache C. Ein Nachschlagewerk. Skript des RRZN (Regionales Rechenzentrum für Niedersachsen), 16. Auflage, 2007. Erhältlich in der Kopierstelle der Universitätsbibliothek.

Verweise:

http://www.informatik.uni-kiel.de/rtsys/teaching/

Kommentar:

Die Vorlesung orientiert sich eng an [BOH2003]. Wer sich dieses Buch nicht anschaffen möchte, kann hierfür auf den Handapparat der Institutsbibliothek zurückgreifen. Teilnehmern, welche noch nicht mit englischsprachiger technischer Literatur gearbeitet haben, wird empfohlen, die ersten Kapitel dieses Buchs vorab zu lesen.

Dieses Modul entspricht dem Modul G2.2 der alten BSc-PO.