Ziel der Vorlesung ist es, Grundlagen der Rechnerarchitektur zu vermitteln. Hierzu gehört die Strukturierung von Prozessorsystemen und Rechnersystemen sowie die Bewertung der Leistungsfähigkeit. Konkret werden heutige Mikrocomputersysteme vorgestellt und Merkmale zur Leistungssteigerung wie Speicherorganisation (Cache, virtueller Speicher), Parallelverarbeitung (Pipelineverarbeitung, Vektor-Rechner, Array-Rechner etc.), Rechnernetze (Struktur und Zugriffsverfahren) beschrieben. Weitere Schwerpunkte sind: Evaluieren der RISC-Strategie, Analysieren von RISC-Systemen; Beschreiben und Vergleichen von Bus-Systemen (Verwaltung, Kommunikation etc.); Einführung in "embedded systems" und netzwerkfähige Mikrocontroller. Hardwarenahe Software /Assembler, C, Firmware) und Debugging; Modellieren und die Simulation von Rechnerstrukturen mit VHDL.
Grundlagen von Mikrocomputern, Leistungsbewertung, Klassifizierung, Speicherhierarchien, I/O, Interrupt, Multiprozessorsysteme, Innovative Rechnerarchitekturen. Modellieren und Simulieren von Rechnerstrukturen mit VHDL. Prozessorbeispiele: ARM, Infineon XMC, und andere.
Diese Vorlesung (384.104) wird in Abstimmung mit der Mikrocomputer-Übung (384.995) abgehalten. Im darauf folgenden Sommersemester schließt dann das Mikrocomputer-Labor (384.996), für das eine positive Note in der Mikrocomputer-Übung benötigt wird) die Veranstaltungsreihe ab.
Die schriftliche Prüfung besteht aus mehreren Fragen, zu deren Beantwortung üblicherweise ein kurzer Satz oder Absatz, eine kurze Rechnung auszuführen, oder ein Bild/Diagramm zu zeichnen ist. Prüfungsstoff ist der Inhalt der Vorlesung.
Grundlage der Vorlesung ist das Buch
Computer Organization and Embedded Systems von C. Hamacher, Z. Vranesic, S. Zaky und N. Manjikian, 6th edition, McGraw Hill 2012.
Es kann von der TU Bibliothek ausgeborgt werden, die bei Bedarf neue Exemplare kauft; d.h. bitte rechtzeitig ausliehen und sich vormerken lassen.
Für den VHDL Teil wird das Buch
Lehrbuch der Digitaltechnik von J. Reichhardt, 3. Auflage, Oldenbourg Verlag 2013.
empfohlen. Dies ist von der TU Bibliothek als E-Book verfügbar und kann vom TU Netz online gelesen werden.
Die Slides der Vorlesung werden hier im TISS im Laufe des Semesters hochgeladen.
