Vorlesung Rechnerarchitekturen I

Görl, Harald, Prof. Dr. rer. nat.


Inhalte der Vorlesung Rechnerarchitekturen I

In dem Modul Rechnerarchitekturen I erhalten die Studierenden eine grundlegende Einführung in die
Struktur und Funktionsweise von Rechnern nach den Architekturmodellen von-Neumann und Harvard.

Neben den grundlegenden Abläufen in allgemeinen Rechen- und Steuereinheiten moderner Rechensysteme werden darauf aufbauend prinzipielle Methoden der Leistungssteigerung hinsichtlich Speicherzugriff, Verbindungsstruktur, Ein-/Ausgabe und Befehlsabarbeitung vorgestellt. Wesentliche Punkte der Vorlesung umfassen:

  1. Allgemeine Architekturmodelle
  2. Architekur von Rechen-, Leit- und Steuerwerk
  3. Optimierungen
  4. Speicherarchitekturen
  5. Cacheberechnungen
  6. Branch-Prediction Architekturen
  7. Leistungsbewertung
  8. Peripherie- und Bussysteme
  9. Beispiele an den MIPS-, x86- und PowerPC-Architekturen

Dabei werden die Studierenden in exemplarischer Weise in typische Fragestellungen der Rechnerarchitektur wie z.B. Entwurfsziele und Beurteilungskriterien eingeführt. Die Vorlesung wird durch viele praktische Beispiele an verschiedenen Systemarchitekturen unterstützt.

Das Modul Rechnerarchitektur setzt sich aus den beiden Teilen Rechnerarchitekturen I und II zusammen.

Im zweiten Teil mi der Vorlesung Rechnerarchitekturen II werden spezielle Architekturen für moderne, sehr leistungsfähige Rechner vorgestellt. Diese Vorlesung ist dafür wesentliche Grundlage.

Lernziele

Die Studierenden erwerben die Befähigung, einzelne Komponenten eines Rechners
zu analysieren, sowie das Zusammenspiel der Komponenten als Ganzes zu
bewerten. Dadurch werden die Studierenden in die Lage versetzt, Rechner für
konkrete Aufgabenstellungen zu spezifizieren und zu bewerten.

 

Zeit und Raum

Die Vorlesung findet an folgenden Terminen statt:

       Raum:

Montags Gebäude 43, Raum 01241

Donnerstags Gebäude 033 Raum 2331

  Zeit: Montags von 13:15 Uhr bis 14:45 Uhr und
    Donnerstags von 08:00 Uhr bis 09:30 Uhr

 

 

  

datArena

Teile der Lehrveranstaltungen werden in der datArena stattfinden. Zu Beginn der Lehrveranstaltung werden Inhalte über historische IT-Architektur angeboten. Zur Veranschaulichung werden wir die Eckpfeiler, die in unserem Computermuseum, der datArena, zu bestaunen sind, im wahrsten Sinne des Wortes zum Anfassen erleben.

Daneben werden die Evolutionsstufen der Entwicklungen rund um die vorhandenen Rechnerarchitekturen durch praktische Beispiele auf diesen Rechenanlagen vorgeführt. Die Studierenden lernen dabei den praktischen Einsatz der verschiedenen Rechnergenerationen kennen und bekommen so einen Eindruck über die verschiedenen Spezialitäten der jeweiligen Rechnerarchitektur vermittelt.

Leider ist das Gebäude, in der die datArena untergebracht ist, aus baulichen Gründen gesperrt und es ist nicht klar, ob das Gebäude zur Vorlesung wieder geöffnet und begehbar sein wird.

Nähere Informationen zur finden Sie auch unter

der Uni-internen Homepage zur datArena.

Einen herzlichen Dank an die Macher der datArena, die teilweise in Ihrer Freizeit dieses wertvolle Museum aufbauen.

Vorlesungsbegleitende Unterlagen

Neben den elektronischen Unterlagen zur Vorlesung, die Sie auf dem Uni-internen Dokumentenserver finden, wird folgende Literatur empfohlen:

 


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