Rechnerorganisation 1
Bachelor Studiengang Softwaretechnik und Informatik, 3V+1
News
- 23.03.17: Die RO Klausureinsicht findet statt am Montag, dem 03. April von 10:00-12:00 Uhr in Raum 3.175 (Pfaffenwaldring 47).
- 04.04.16: Die RO Klausureinsicht findet statt am Dienstag, dem 12. April von 13:00-14:00 Uhr in Raum 3.175 (Pfaffenwaldring 47).
- 22.01.16: Ein Bonus-Aufgabenblatt zur Erlangung von Zusatzpunkten (optional) wurde im ILIAS zur Verfügung gestellt.
- 16.01.16: Die für den Dienstag (19.01.16.) geplante Vorlesungsveranstaltung muss auf den folgenden Donnerstag (21.01.16) verschoben werden. Stattdessen wird am Dienstag ein VHDL Exkurs stattfinden. Als Folge der Terminänderung wurde die Abgabe von Übungsblatt 6 auf Sonntag, den 24.01.16 verschoben.
- 04.12.15: Übungsblatt 5 steht zum Download im ILIAS bereit.
- 01.12.15: Die Vorlesung am 01.12.15 muss wegen Krankheit auf den Donnerstag (03.12.15) verschoben werden.
- 20.11.15: Übungsblatt 4 steht zum Download im ILIAS bereit.
- 06.11.15: Übungsblatt 3 steht zum Download im ILIAS bereit.
- 05.11.15: Einführende Informationen über die Huffman-Kodierung wurden im ILIAS-Unterverzeichnis ,,Weiterführendes Material/Sonstiges'' hinzugefügt.
- 23.10.15: Übungsblatt 2 steht zum Download bereit.
- 15.10.15: Die Aufgaben zur ersten Übung stehen im ILIAS zum Download bereit (Unterordner ,,Übungsblätter'').
- 13.10.15: Die Größe der Übungsgruppen wurde auf 17 Plätze erhöht.
Inhaltsübersicht
Der moderne Rechnerentwurf geschieht auf mehreren Entwurfsebenen, angefangen vom Aufbau von Operations- und Steuerwerken aus einfachen logischen Gattern bis hin zum Entwurf von Befehlssätzen und der Unterstützung von Betriebssystemen. In der Vorlesung werden für alle Entwurfsebenen die heute gebräuchlichen Strukturkonzepte vorgestellt. Wegen der immer größer werdenden Komplexität digitaler Systeme spielt die Entwurfsmethodik eine große Rolle. Auch darauf wird in der Veranstaltung eingegangen. Der Inhalt der Vorlesung wird im Rahmen von Gruppenübungen vertieft.
Die Vorlesung behandelt die folgenden Themenschwerpunkte:
- Einleitung
- Informationsdarstellung
- MIPS als RISC-Beispiel
- Operationswerke
- Steuerwerke
- Befehlszyklus und Unterbrechungen
- Pipelining und Scheduling
- Speicherorganisation
- Speicherverwaltung
- Eingabe und Ausgabe
- Leistungsbewertung
Mitarbeiter und Organisation
Vorlesung: Prof. Dr. rer. nat. habil. Hans-Joachim Wunderlich
Übungen: Dipl.-Inf. Eric Schneider, Dominik Ull
Die Anmeldung zu den Übungen erfolgt über ILIAS(Informatik > Lehrveranstaltungen WS15/16 > Rechnerorganisation 1). Das Passwort wird in der ersten Vorlesung bekanntgegeben.
Vorlesungstermine
Dieser Plan ist vorläufig und wird im Laufe des Semesters aktualisiert.
Woche | Datum | Uhrzeit | Raum | Bemerkung |
|---|---|---|---|---|
42 | 13.10.2015 | 09:45-11:15 | V38.04 | Einführung, Organisatorisches |
43 | 20.10.2015 | 09:45-11:15 | V38.01 | 1.2 Meilensteine |
43 | 22.10.2015 | 09:45-11:15 | V38.01 | 1.3 Grundstrukturen |
44 | 27.10.2015 | 09:45-11:15 | V38.01 | 2. Informationsdarstellung |
45 | 03.11.2015 | 09:45-11:15 | V38.01 | 3. MIPS |
45 | 05.11.2015 | 09:45-11:15 | V38.01 | 3. MIPS |
46 | 10.11.2015 | 09:45-11:15 | V38.01 | 3. MIPS |
47 | 17.11.2015 | 09:45-11:15 | V38.01 | 4. Operationswerke |
47 | 19.11.2015 | 09:45-11:15 | V38.01 | 4. Operationswerke |
49 | 03.12.2015 | 09:45-11:15 | V38.01 | 4. Operationswerke |
50 | 08.12.2015 | 09:45-11:15 | V38.01 | 5. Steuerwerke |
50 | 10.12.2015 | 09:45-11:15 | V38.01 | 6. Befehlszyklus |
51 | 15.12.2015 | 09:45-11:15 | V38.01 | 7. Pipelining |
51 | 17.12.2015 | 09:45-11:15 | V38.01 | Weihnachtsklausur |
52 | 22.12.2015 | 09:45-11:15 | V38.01 | Auflösung Weihnachtsklausur |
Semesterferien | ||||
2 | 12.01.2016 | 09:45-11:15 | V38.01 | 8. Speicherorganisation |
2 | 14.01.2016 | 09:45-11:15 | V38.01 | 8. Speicherorganisation |
3 | 19.01.2016 | 09:45-11:15 | V38.01 | VHDL Exkurs |
3 | 21.01.2016 | 09:45-11:15 | V38.01 | 9. Speicherverwaltung |
4 | 26.01.2016 | 09:45-11:15 | V38.01 | 10. I/O & Leistungsbewertung |
Übungen
Die Anmeldung zu den Übungen, sowie die Abgaben der Aufgabenblätter erfolgt über die ILIASPlatform (Informatik > Lehrveranstaltungen WS15/16 > Rechnerorganisation 1).
Die jeweiligen Übungsgruppen finden im 2-wöchentlichen Rhythmus statt.
Vorläufige Übersicht der Übungsgruppen (Änderungen vorbehalten):
Gruppe | Wochentag | Uhrzeit | Raum | Anmerkung |
1 | Mittwoch | 08:00-09:30 (14-tg.) | 0.463 | ab KW44 |
2 | Mittwoch | 09:45-11:15 (14-tg.) | 0.463 | ab KW44 |
3 | Mittwoch | 11:30-13:00 (14-tg.) | 0.118 | ab KW44 |
4 | Mittwoch | 14:00-15:30 (14-tg.) | 0.447 | ab KW44 |
5 | Mittwoch | 14:00-15:30 (14-tg.) | 0.457 | ab KW44 |
6 | Mittwoch | 08:00-09:30 (14-tg.) | 0.463 | ab KW45 |
7 | Mittwoch | 09:45-11:15 (14-tg.) | 0.463 | ab KW45 |
8 | Mittwoch | 11:30-13:00 (14-tg.) | 0.118 | ab KW45 |
9 | Mittwoch | 14:00-15:30 (14-tg.) | 0.447 | ab KW45 |
10 | Mittwoch | 14:00-15:30 (14-tg.) | 0.457 | ab KW45 |
Weiterführendes Material
VHDL
- VHDL Cookbook sehr schöne VHDL-Einführung
- Schaltungsdesign mit VHDL aus dem Franzis Verlag, jetzt als Download freigegeben
- Hamburger VHDL Archiv
MIPS
- MIPS® Architecture For Programmers Volume I-A: Introduction to the MIPS32® Architecture (Rev 3.02)
- MIPS® Architecture For Programmers Volume II-A: The MIPS32® Instruction Set MIPS Instruction Set (Rev 3.02)
- SPIM S20: A MIPS R2000 Simulator pdf [308kB] ps [344kB] tex [64kB]
- SPIM MIPS Simulator Homepage
- SPIM Instruction Set Handout
- Appendix A: Assemblers, Linkers, and the SPIM Simulator [488kB] from the book Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface von Hennessy und Patterson
- PROBE MIPS Pipeline Simulator
Sonstiges
Literatur
- J. P. Hayes: Computer Architecture and Organization (3rd Edition); Boston: McGraw-Hill, 1998
- D. A. Patterson, J. L. Hennessy: Computer Organization & Design - The Hardware / Software Interface (4th Edition); San Francisco, Ca.: Morgan Kaufmann Publishers Inc., 2011
- J. L. Hennessy and D. A. Patterson: Computer Architecture - A Quantitative Approach (4th Edition); San Francisco, Ca.: Morgan Kaufmann Publishers Inc., 2006
- H. Liebig: Rechnerorganisation; Springer Lehrbücher, 3. Auflage, 2003
- Andrew S. Tanenbaum: Modern Operating Systems (3rd Edition); Prentice Hall, 2007