Universit¨ at Hamburg MIN-Fakult¨ at Department Informatik ¨ Ubersicht Rechnerstrukturen 64-040 Modul IP7: Rechnerstrukturen 0. Einf¨ uhrung und Organisatorisches Norman Hendrich & Jianwei Zhang Universit¨ at Hamburg MIN Fakult¨ at, Department Informatik Vogt-K¨ olln-Str. 30, D-22527 Hamburg {hendrich,zhang}@informatik.uni-hamburg.de WS 2010/2011 Hendrich & Zhang 1
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64-040 Modul IP7: Rechnerstrukturen · Computer Systems | A programmers perspective, Pearson Prentice Hall, 2nd. Ed., 2010 Rechnerarchitektur mit Schwerpunkt Software und Systeme,
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Universitat Hamburg
MIN-FakultatDepartment Informatik
Ubersicht Rechnerstrukturen
64-040 Modul IP7: Rechnerstrukturen0. Einfuhrung und Organisatorisches
Norman Hendrich & Jianwei Zhang
Universitat HamburgMIN Fakultat, Department InformatikVogt-Kolln-Str. 30, D-22527 Hamburg
Das Pflichtmodul Rechnerstrukturen vermittelt ein begrenztes undwohl ausgewahltes Theorie- und Methodenrepertoire furKonfigurierung, Entwurf, Realisierung und angemessene Nutzungvon Rechnern und Kommunkationsnetzen sowie ihrerBasiskomponenten unter Berucksichtigung technologischer,okonomischer und anwendungsspezifischer Randbedingungen.
. . . Grundlegende Konzepte, Organisationsformen undEntwurfsmethoden von Rechnerarchitekturen und derenVernetzung, einschließlich der Betriebssoftware. . .
I Leitbild: eine der tragenden Saulen der Informatik
I Faktenwissen: Grundkenntnisse uber digitale Rechner
I Methodenwissen: Analyse und Synthese von technischen Systemen
I Transferkompetenz: Anwendungen der Methoden der technischenInformatik, Verstandnis von zeitlichen Abfolgen, Zusammenspiel vonSoftware- und Hardwarekomponenten
I Normativ-bewertende Kompetenz: Urteilsvermogen zur Analyse vonRechnerarchitekturen und deren Komponenten
I Schlusselqualifikationen: Kooperations- und Teamfahigkeit,Problemlosungskompetenz, Abstraktionsvermogen, Anwendung vonEntwurfsmethoden, Befahigung zur Analyse und Synthese vontechnischen Systemen
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Ubersicht Rechnerstrukturen
Informatik-BSc: Ubersicht
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Ubersicht - Themen Rechnerstrukturen
Rechnerstrukturen: Themen
I Einfuhrung
I Grundprinzip des von-Neumann Rechners
I Abstraktionsschichten, virtuelle Maschinen
I Hardware-/Software-Schnittstelle
I Informationsbegriff und -theorie, Codierung
I Entwurf von digitalen Schaltungen
I Grundkomponenten des Rechners, Realisierungsaufwand
I Rechnerarchitektur
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Ubersicht - Themen Rechnerstrukturen
Themenubersicht
Teil 1I Information und ReprasentationI Zahldarstellung und ArithmetikI Boole’sche Algebra und -FunktionenI Schaltnetze und SchaltwerkeI Entwurf digitaler SchaltungenI Komponenten der Register-Transfer Ebene
Teil 2I RechnerarchitekturI Befehlssatze, CISC- und RISC-ArchitekturI Maschinen- und AssemblerprogrammierungI Speicherhierarchie und SpeicherverwaltungI I/O-Operationen, InterruptsI Leistungsbewertung, Parallelrechner
I Randal E. Bryant and David O’Hallaron,Computer Systems — A programmers perspective,Pearson Prentice Hall, 2nd. Ed., 2010
Rechnerarchitektur mit Schwerpunkt Software und Systeme, leider nicht ganz billig. Viele C-Programme undSystemprogrammierung. Beispiele anhand Intel x86 Architektur. Keine wesentlichen Anderungen gegenuberder Erstauflage von 2003.
I Andrew S. Tanenbaum,Structured Computer Organization / Computerarchitektur,5th. edition, Pearson Prentice Hall, 2006
Guter Uberblick, klares didaktisches Konzept. Java VM, Intel x86, SPARC. Mit jeder Auflage komplettuberarbeitet und aktualisiert.
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Literaturempfehlungen Rechnerstrukturen
Literatur: weitere Lehrbucher
I David A. Patterson and John L. Hennessy, ComputerOrganization and Design — the hardware/software interface,4th edition, Morgan Kaufmann, 2009
Schones Lehrbuch von den Entwicklern der RISC/MIPS Prozessoren.
I David A. Patterson and John L. Hennessy, Rechnerorganisationund -entwurf — die Hardware/Software-Schnittstelle3. Auflage, Spektrum Verlag, 2005
Die deutsche Ubersetzung, leider eine Auflage zuruck: die aktuellen Erganzungen wie z.B. Multi-CoreMaschinen fehlen. Mehrere Exemplare in der Informatik-Bibliothek.
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Literaturempfehlungen Rechnerstrukturen
Literatur: weitere Lehrbucher
I Schiffmann und Schmitz,Technische Informatik 1, Grundlagen der digitalen ElektronikTechnische Informatik 2, Grundlagen der ComputertechnikSpringer Verlag, 2004, 2005
I Schiffmann und Schmitz,Ubungsbuch zur Technischen Informatik 1 und 2Springer Verlag, 2003Dutzende von Ubungsaufgaben mit detailliert entwickelten Losungen.
I Miles Murdocca and Vincent Heuring,Computer Architecture and Organization, An IntegratedApproach John Wiley and Sons, 2007
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Literaturempfehlungen Rechnerstrukturen
Literatur: aus Hamburg
I Klaus Lagemann,Rechnerstrukturen,Springer Verlag, 1987.
I Dietmar Moller,Rechnerstrukturen, Grundlagen der Technischen Informatik,Springer Verlag, 2003
I Dietmar Moller und Martin Lehmann,Skript zur Vorlesung RechnerstrukturenUni Hamburg, 2008
I Andreas Mader,Skript zur Vorlesung Rechnerarchitektur und MikrosystemeUni Hamburg, 2008
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Literaturempfehlungen Rechnerstrukturen
Literatur: Assemblerprogrammierung
I Randy Hyde,Art Of Assembly Language Programming,online zum Download verfugbar unterhttp://homepage.mac.com/randyhyde/webster.cs.ucr.edu/www.artofasm.com/index.html
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Literaturempfehlungen Rechnerstrukturen
Literatur: Vertiefung
I John L. Hennessy and David A. Patterson,Computer Architecture — A Quantitative Approach,4th. edition, Morgan Kaufmann, 2007Die Bibel zum Thema Rechnerarchitektur
I Donald E. Knuth, The Art of Computer Programming:Volume 1 Fascicle 0: MMIXVolume 4 Fascicle 0: Boolean FunctionsVolume 4 Fascicle 1: Bitwise Tricks and Techniques, BinaryDecision Diagrams Addison-Wesley, 2006-2009
I Giovanni de Micheli Synthesis and Optimization of DigitalCircuits, McGraw-Hill, 1994