Module 39-Inf-8_a Computer Architecture

Faculty

Faculty of Technology

Person responsible for module

Herr Prof. Dr.-Ing. Ralf Möller

Regular cycle (beginning)

Every winter semester

Credit points and duration

5 Credit points

For information on the duration of the modul, refer to the courses of study in which the module is used.

Competencies

Die Studierenden verstehen die Architektur moderner Digitalrechner von Teilaspekten der Realisierung auf der Hardware-Ebene über die Kodierung von Zahlen und Zeichen bis zur "instruction set architecture". Durch die Übungsaufgaben werden die Studierenden befähigt, Assembler-Programme einer (weit verbreiteten) Beispielarchitektur zu analysieren, wodurch sie auch in die Lage versetzt werden, von einem Hochsprachen-Compiler erzeugten Assemblercode zu verstehen und auf Effizienz zu prüfen. Die Studenten sind darüber hinaus in der Lage, selbst Assembler-Programme für die Beispielarchitektur zu schreiben. Dies ermöglicht ihnen die hardwarenahe Programmierung z.B. von Betriebssystem-Komponenten. Die Fähigkeiten zum Analysieren und Erstellen von Assembler-Programmen belegen dabei ein vertieftes Verständnis der Architektur moderner Digitalrechner.

Content of teaching

Die Vorlesung Rechnerarchitektur befasst sich mit der Architektur moderner Digitalrechner. Dazu werden Grundlagen zu digitalelektronischen Schaltungen, deren schaltalgebraischer Beschreibung und deren Einsatzbereichen in Digitalrechnern sowie Verfahren zur Kodierung von Zahlen und Zeichen im Digitalrechner vermittelt. Darauf aufbauend wird die Architektur von Digitalrechnern und deren Prozessoren vorgestellt. Eine Einführung in die "instruction set architecture" von Prozessoren erfolgt am Beispiel der x86-64 Architektur und deren Programmierung auf der Ebene von Assembler-Instruktionen. Die Übungen zur Vorlesung vertiefen das Wissen durch theoretische Aufgaben und Aufgaben zur Entwicklung von Assembler-Programmen für x86-64 Prozessoren.

Recommended previous knowledge

Erfolgreicher Abschluss der Module 39-Inf-PP und 39-Inf-AD bzw. 39-Inf-1

Necessary requirements

—

Explanation regarding the elements of the module

Module structure: 1 bPr ¹

Courses

Rechnerarchitektur

Type tutorial (in connection with lecture/seminar)

Regular cycle WiSe

Workload⁵ 60 h (30 + 30)

LP 2

Rechnerarchitektur

Type lecture

Regular cycle WiSe

Workload⁵ 90 h (30 + 60)

LP 3

Examinations

portfolio with final examination

Allocated examiner Person responsible for module examines or determines examiner

Weighting 1

Workload -

LP² -

Portfolio mit Abschlussprüfung bestehend aus:
1) Portfolio von Übungen zu Inhalten der Vorlesung
Übungsaufgaben oder Programmieraufgaben, die veranstaltungsbezogen gestellt werden (Bestehensgrenze 50% der erzielbaren Punkte). Die Kontrolle der Übungsaufgaben umfasst auch direkte Fragen zu den Lösungsansätzen, die von den Studierenden in den Übungen beantwortet werden müssen. Der*die Lehrende kann ein individuelles Erläutern und Vorführen von Aufgaben verlangen sowie einen Teil der Übungsaufgaben durch Präsenzübungen ersetzen. Die Übungsaufgaben im Rahmen des Portfolios werden in der Regel wöchentlich ausgegeben und dienen dem begleitenden Erlernen selbständiger Umsetzungen der in der Vorlesung vorgestellten Lerninhalte.

2) einer Abschlussprüfung zur Vorlesung
Die Abschlussprüfung zu den Inhalten der Vorlesung nimmt Bezug auf die Übungs- oder Programmieraufgaben oder entwickelt sich aus den in den Übungen erlernten Kompetenzen.
Eine weitergehende Konkretisierung insbesondere zum zeitlichen Umfang der Abschlussprüfung erfolgt in der Beschreibung der Veranstaltung.

Abschlussklausur (im Umfang von 90-180 Minuten) oder mündliche Abschlussprüfung (im Umfang von 20-40 Minuten) zu den in der Vorlesung vermittelten und in den Übungen erarbeiteten Inhalten.

Die Klausur kann alternativ als eKlausur, Open Book Klausur oder eOpen Book Klausur geprüft werden. Im Falle von Open Book Klausur und eOpen Book Klausur beträgt der Umfang 120-180 Minuten.

Alternativ kann ein Essay (im Umfang von ca. A4 Seiten) mit einer stark auf die vermittelten Kenntnisse und Fähigkeiten bezogenen Aufgabenstellung ODER ein Essay (bis zu 4 A4-Seiten als Abschlussbericht) mit einer stark auf die vermittelten Kenntnisse und Fähigkeiten bezogenen Programmieraufgabe von der*dem Lehrenden vorgesehen werden. Es handelt sich um eine reflektive Aufgabenstellung zu Systematik und Zusammenhängen der Lerninhalte oder um eine Auseinandersetzung mit einer Programmieraufgabe zu den erlernten Inhalten.

Beide Portfolioelemente werden durch eine*n Prüfer*in geprüft. Es erfolgt eine abschließende Gesamtbewertung.

The module is used in these degree programmes:

Degree programme	Version	Profile	Recommended start ³	Duration	Mandatory option ⁴
Informatics / Bachelor of Science [FsB vom 16.05.2023 mit Änderung vom 01.08.2023]	Major Subject (Academic)	Technical Informatics	3.	one semester	Obligation
Informatics / Bachelor [FsB vom 16.05.2023 mit Änderung vom 01.08.2023]	Minor Subject (Academic), 60 CPs	Technical Informatics	3.	one semester	Obligation
Informatics / Bachelor [FsB vom 16.05.2023 mit Änderung vom 01.08.2023]	Minor Subject (Academic), 30 CPs	Technical Informatics	3.	one semester	Obligation
Informatics / Bachelor of Science [FsB vom 04.06.2020 mit Änderung vom 15.12.2021]	Major Subject (Academic)	Technical Informatics	3.	one semester	Obligation
Informatics / Bachelor [FsB vom 04.06.2020 mit Änderung vom 15.12.2021]	Minor Subject (Academic), 60 CPs	Practical Informatics	5.	one semester	Compulsory optional subject
Informatics / Bachelor [FsB vom 04.06.2020 mit Änderung vom 15.12.2021]	Minor Subject (Academic), 60 CPs	Technical Informatics	3.	one semester	Obligation
Informatics / Bachelor [FsB vom 04.06.2020 mit Änderung vom 15.12.2021]	Minor Subject (Academic), 30 CPs	Technical Informatics	3.	one semester	Obligation
Informatics / Bachelor of Science [FsB vom 30.09.2016 mit Änderungen vom 15.09.2017, 02.05.2018, 15.11.2019 und 16.08.2021]	Major Subject (Academic)		3.	one semester	Obligation
Informatics / Bachelor [FsB vom 30.09.2016 mit Änderungen vom 15.09.2017, 02.05.2018, 15.11.2019 und 16.08.2021]	Minor Subject (Academic), 60 CPs	Practical Informatics	5.	one semester	Compulsory optional subject
Informatics / Bachelor [FsB vom 30.09.2016 mit Änderungen vom 15.09.2017, 02.05.2018, 15.11.2019 und 16.08.2021]	Minor Subject (Academic), 60 CPs	Technical Informatics	3.	one semester	Obligation
Informatics / Bachelor [FsB vom 30.09.2016 mit Änderungen vom 15.09.2017, 02.05.2018, 15.11.2019 und 16.08.2021]	Minor Subject (Academic), 30 CPs	Technical Informatics	3.	one semester	Obligation
Cognitive Informatics / Bachelor of Science [FsB vom 16.05.2023]	Bachelor with One Core Subject (Academic)		3.	one semester	Obligation
Cognitive Informatics / Bachelor of Science [FsB vom 30.09.2016 mit Änderungen vom 15.09.2017, 02.05.2018, 01.07.2019 und 16.08.2021]	Bachelor with One Core Subject (Academic)		3.	one semester	Obligation
Informatics for the Natural Sciences / Bachelor of Science [FsB vom 30.09.2016 mit Änderung vom 01.07.2019 und 16.08.2021]	Bachelor with One Core Subject (Academic)		3.	one semester	Obligation

Automatic check for completeness

The system can perform an automatic check for completeness for this module.

Previus version of this module

39-Inf-8_a_ver1 Computer Architecture

Legend

1: The module structure displays the required number of study requirements and examinations.
2: LP is the short form for credit points.
3: The figures in this column are the specialist semesters in which it is recommended to start the module. Depending on the individual study schedule, entirely different courses of study are possible and advisable.
4: Explanations on mandatory option: "Obligation" means: This module is mandatory for the course of the studies; "Optional obligation" means: This module belongs to a number of modules available for selection under certain circumstances. This is more precisely regulated by the "Subject-related regulations" (see navigation).
5: Workload (contact time + self-study)
SL: Study requirement
Pr: Examination
bPr: Number of examinations with grades
uPr: Number of examinations without grades
: Diese Leistung kann gemeldet und verbucht werden.