Rechnerarchitektur, Betriebs- und Kommunikationssysteme

Organisationseinheit
Freie Universität Berlin/Mathematik und Informatik/Informatik

Bereich

Pflichtbereich
Themengebiet Technische Informatik

Zugangsvoraussetzungen

Keine

Qualifikationsziele

Die Studentinnen und Studenten verstehen am Ende des Moduls die grundlegenden Architekturmerkmale von Rechnersysteme, die Interaktionen der Architekturmerkmale in Mehrkern- und Mehrprozessorsystemen, die elementaren Möglichkeiten der Beschleunigung von Rechnersystemen, die Rolle des Betriebssystems als Abstraktion des Rechnersystems, den grundlegenden Aufbau aktueller Betriebssysteme, die Funktion und den Aufbau des Internets. Sie können Rechner auf Assembler-Ebene und systemnah programmieren, können die Vor- und Nachteile verschiedener Mechanismen (PIO vs. DMA, polling vs. Interrupt, paging vs. Segmentation usw.) beurteilen, Mechanismen von Betriebssystemen sinnvoll einsetzen, können Programme über das Netzwerk kommunizieren lassen. Ein-/Ausgabe-Systeme, DMA/PIO, Unterbrechungsbehandlung, Puffer, Prozesse/Threads, virtueller Speicher, UNIX und Windows, Shells, Utilities, Peripherie und Vernetzung, Netze, Medien, Medienzugriff, Protokolle, Referenzmodelle, TCP/IP, grundlegender Aufbau des Internets.

Inhalte

Themenbereiche sind hier insbesondere Harvard-/Von-Neumann-Architektur, Mikroarchitektur RISC/CISC, Mikroprogrammierung, Pipelining, Cache, Speicherhierarchie, Bussysteme, Assemblerprogrammierung, Multiprozessorsysteme, VLIW und Sprungvorhersage. Ebenso werden interne Zahlendarstellungen, Rechnerarithmetik und die Repräsentation weiterer Datentypen im Rechner behandelt, Ein-/Ausgabe-Systeme, DMA/PIO, Unterbrechungsbehandlung, Puffer, Prozesse/Threads, virtueller Speicher, UNIX und Windows, Shells, Utilities, Peripherie und Vernetzung, Netze, Medien, Medienzugriff, Protokolle, Referenzmodelle, TCP/IP, grundlegender Aufbau des Internets.

Lehr- und Lernformen

Aktive Teilnahme

Vorlesung (Rechnerarchitektur)
2 SWS
Teilnahme empfohlen

-

Seminar am PC (Rechnerarchitektur)
2 SWS
verpflichtete Teilnahme

Schriftliche Bearbeitung der Übungsblätter; Mündliche Präsentation der Lösungen von Übungsaufgaben in den Übungen

Vorlesung (Betriebs- und Kommunikationssysteme)
2 SWS
Teilnahme empfohlen

-

Seminar am PC (Betriebs- und Kommunikationssysteme)
2 SWS
verpflichtete Teilnahme

Schriftliche Bearbeitung der Übungsblätter; Mündliche Präsentation der Lösungen von Übungsaufgaben in den Übungen

Aufwand

Präsenzzeit V RA	30 Stunden
Vor- und Nachbereitung V RA	30 Stunden
Präsenzzeit SPC zu RA	30 Stunden
Vor- und Nachbereitung SPC zu RA	45 Stunden
Präsenzzeit V BKS	30 Stunden
Vor- und Nachbereitung V BKS	30 Stunden
Präsenzzeit SPC zu BKS	30 Stunden
Vor- und Nachbereitung SPC zu BKS	45 Stunden
Prüfungsvorbereitung und Prüfung	30 Stunden

Modulprüfung
Klausur (120 Minuten); die Klausur kann auch in Form einer elektronischen Prüfungsleistung (120 Minuten) durchgeführt werden.

Differenzierte Bewertung
differenzierte Bewertung

Modulsprache
Deutsch

Arbeitsaufwand (Stunden)
300

Leistungspunkte (LP)
10

Dauer des Moduls
Zwei Semester

Häufigkeit des Angebots
Jedes Semester

Verwendbarkeit

Bachelorstudiengang Informatik