Vorlesung "Rechnerorganisation" im HT03

Vorlesung "Rechnerorganisation I" (HT 2003)

Organisatorisches

Aktuelles:

Die Besprechung der Klausur findet am 18.12.2003 für alle Gruppen von 15.00 bis 16.00 Uhr statt. Für die Gruppen 1 & 3 in Raum 33/0301, für die Gruppen 3 & 4 in Raum 33/0401.

Am Dienstag, den 16.12.2003 findet anstelle der Vorlesung die Klausur zur Rechnerorganisation statt. Näheres dazu unter Klausur.

Achtung Raum- und Zeitänderung für die Übungsgruppen 3 und 4 (EIT):
Gruppe 3 am Montag, 14.00 bis 15.00 Uhr in Raum 36/0231
Gruppe 4 am Montag, 14.00 bis 15.00 Uhr in Raum 33/1413
Nächste Übung für diese beiden Gruppen am Montag, den 20.10.2003

Erste Übung mit Besprechung der Trimestralklausur Rechnerarchitektur im FT03 am Donnerstag, den 09.10.2003.
Erste Vorlesung mit Einschreibung in die Übungsgruppen am Dienstag, den 07.10.2003.

Vorlesung:
Rechnerorganisation I (3V + 1SÜ)
Dozent: Axel Lehmann
Zeit und Ort: Dienstag 10-13, 36/0231
Übung:
Betreuer: Tobias Kiesling, Sameh Bel Haj Saad
Zeit und Ort:
  • Gruppe 1: Donnerstag, 15.00 - 16.00 Uhr, 33/0301
  • Gruppe 2: Donnerstag, 15.00 - 16.00 Uhr, 33/0401
  • Gruppe 3: Montag, 14.00 - 15.00 Uhr, 36/0231
  • Gruppe 4: Montag, 14.00 - 15.00 Uhr, 33/1413
für:
Grundstudium Informatik und Elektrotechnik
Vorkenntnisse:
keine
Schein:
Schriftliche Prüfung am Ende des Trimesters

Inhalt der Vorlesung

Zusammen mit der vorangehenden Vorlesung Rechnerarchitektur soll diese Vorlesung beim Hörer das Verständnis für Hardware-Aufbau und Funktionsweise von Rechensystemen fördern. In Rechnerorganisation I werden Prinzipien und Realisierungstechniken für Rechnerbasisschaltungen bis hin zum Entwurf eines Minimalrechners behandelt.

Die Inhalte der Vorlesung sind im einzelnen:

  1. Boolesche Algebra
    • Grundlagen
    • Minimisierungsverfahren (KV, Quine-McCluskey-Bündelminimierung)
  2. Schaltnetze
    • Analyse-/Syntheseprinzipien
    • Realisierungen mittels Gatter, ROM, PLA / PAL, MUX / DEMUX
    • Hazards und deren Behebung
  3. Schaltwerke
    • Analyse-/ Syntheseprinzipien
    • Realisierungsalternativen für Grundschaltungen (mittels diverser Flipflop-Typen)
  4. Grundschaltungen in Rechensystemen, u.a.:
    • Rechenwerksschaltungen
    • (Addierer, Multiplizierer, Dividierwerke)
    • Zähler (synchrone, asynchrone)
    • Adressabbildung
    • Minimalrechner-Entwurf

Klausur

Die Trimestralklausur zum Scheinerwerb fand am 16.12.2003 von ca. 10.00 - 11.00 Uhr in Raum 35/2107 statt.

Ergebnisse

MatrikelnummerNote
10025274.7
10026104.7
10026023.7
10025132.0
10025174.7
10025224.7
10026593.0
10026111.3
10025083.7
10026125.0
10026161.7
10025255.0
10026534.7
10026234.0
10025453.0
10026274.7
10026584.0
10025424.7
10026343.3
10026404.7
10025044.7
10025114.7
10026504.0
10025144.0

Klausureinsicht

Die Klausureinsicht findet am 16.01.2004 von 9.00 bis 10.00 Uhr in Büro 41/1512 statt.

Bemerkungen zur Klausur

  • Aufgabe 2: Im zu erstellenden Übergangsdiagramm wurde sehr oft die Ausgabe weggelassen. Die Aufgabenstellung war bezüglich der Ausgänge der Schaltung ein wenig unklar, allerdings konnte man im angegeben Blockschaltwerk sehr eindeutig die Ausgänge identifizieren. Weiter wurde vor dem Beginn der Klausur darauf verwiesen, dass pro Lampe ein Ausgang exisiert. Damit ist klar, dass im Übergangsdiagramm des Moore-Automaten in Teilaufgabe b) auch die vier Ausgänge anzugeben waren. Ferner wurden bei der Minimierung häufig die Don`t-Care-Terme nicht mit in Betracht gezogen, insbesondere lautet die Minimalform der Ansteuerungen j0 = 1 und k0 = 1.
  • Aufgabe 3: Da in Teilaufgabe a) explizit eine Benennung der Primimplikanten gefordert war, sollte diese auch gegeben werden.
  • Aufgabe 4: Während das Aufstellen der Ansteuergleichungen aus der gegebenen Schaltung fast jedem klar war, machte die Erstellung der Übergangstabelle dagegen Schwierigkeiten. Im Grunde genommen waren hier nur die jeweiligen Zustandsbelegungen in die Ansteuergleichungen einzusetzen um die Ansteuerung zu bestimmen und dann ausgehend von diesen Ansteuerungen der jeweilige Zustandsübergang eines JK-Flip-Flops herauszufinden. Die Zeichnung ergibt sich dann direkt aus dem Diagramm.

Unterlagen zur Vorlesung

  • Skriptum zur Vorlesung von Jan Scheffczyk.
    Hinweis: Kein offizielles Script! Nur für den privaten Gebrauch! (evtl. nicht mehr verfügbar)
  • Folien vom 09.12.2003 zur Zusammenfassung des Gesamtstoffes von Rechnerorganisation.
  • Als Ergänzung sind die Unterlagen zu der von Dr. Uwe Langer im WS 1999/2000 an der LMU gehaltenen Vorlesung Technische Grundlagen der Informatik zu empfehlen.

Übungsbetrieb

Ziel der Übung ist die Vertiefung des in der Vorlesung behandelten Stoffes. Dazu wird jede Woche ein Übungsblatt besprochen das in der Übung der vorherigen Woche ausgeteilt wird. Den Übungsteilnehmern wird dringend empfohlen die Aufgaben vor der jeweiligen Übung zu bearbeiten.

In jedem Übungsblatt wird eine Aufgabe als Hausaufgabe gekennzeichnet. Für diese wird den Studenten die Möglichkeit geboten, sie in der Übung vorzurechnen. Trotzdem sollten auch die anderen Aufgaben bearbeitet werden. Nach der Abhandlung eines Blattes in den Übungen wird auf dieser Seite ein Lösungsvorschlag zur Verfügung gestellt.

Ausgabe am Besprechung am Thema Übungsblatt Lösungsvorschlag
09.10. 09.10. Klausur Rechnerarchitektur FT03 Blatt 0 Lösung 0
09.10. 16.10. / 20.10. Boole'sche Algebra Blatt 1 Lösung 1
16.10. / 20.10. 23.10. / 27.10. Normalformen Blatt 2 Lösung 2
23.10. / 27.10. 30.10. / 03.11. Minimierungsverfahren Blatt 3 Lösung 3
30.10. / 03.11. 06.11. / 10.11. Schaltnetzrealisierung Blatt 4 Lösung 4
06.11. / 10.11. 13.11. / 17.11. Schaltnetzrealisierung mit PLA/Hazards Blatt 5 Lösung 5
13.11. / 17.11. 20.11. / 24.11. Schaltwerke Blatt 6 Lösung 6
20.11. / 24.11. 27.11. / 01.12. Analyse von Flip-Flops Blatt 7 Lösung 7
27.11. / 01.12. 04.12. / 08.12. Entwurf synchroner Schaltwerke Blatt 8 Lösung 8
04.12. / 08.12. 11.12. / 15.12. Grundschaltungen in Rechensystemen Blatt 9 Lösung 9
18.12. 18.12. Klausur-Nachbesprechung Blatt 10 Lösung 10