252-0028-00L  Digital Design and Computer Architecture

SemesterFrühjahrssemester 2020
DozierendeO. Mutlu, F. K. Gürkaynak
Periodizitätjährlich wiederkehrende Veranstaltung
LehrspracheEnglisch



Lehrveranstaltungen

NummerTitelUmfangDozierende
252-0028-00 VDigital Design and Computer Architecture4 Std.
Do13:00-15:00ER SA TZ »
13:15-15:00HG F 5 »
13:15-15:00HG F 7 »
Fr13:00-15:00ER SA TZ »
13:15-15:00HG F 5 »
13:15-15:00HG F 7 »
O. Mutlu, F. K. Gürkaynak
252-0028-00 UDigital Design and Computer Architecture2 Std.
Di15:15-17:00HG E 19 »
15:15-17:00HG E 26.1 »
15:15-17:00HG E 26.3 »
15:15-17:00HG E 27 »
Mi15:15-17:00HG E 19 »
15:15-17:00HG E 26.1 »
15:15-17:00HG E 26.3 »
15:15-17:00HG E 27 »
Fr08:15-10:00HG D 11 »
08:15-10:00HG D 12 »
08:15-10:00HG E 26.3 »
08:15-10:00HG E 27 »
10:15-12:00HG E 19 »
10:15-12:00HG E 26.1 »
10:15-12:00HG E 26.3 »
10:15-12:00HG E 27 »
O. Mutlu, F. K. Gürkaynak

Katalogdaten

KurzbeschreibungDiese Lehrveranstaltung ist eine erste Einführung in das Design digitaler Schaltungen und die Computerarchitektur. Sie deckt die technischen Grundlagen wie eine Computerplattform von Grund auf entworfen wird ab. Sie stellt verschiedene Ausführungsparadigmen, Hardwarebeschreibungssprachen und Prinzipien im digitalen Design und der Computerarchitektur vor.
LernzielDiese Lehrveranstaltung ist eine erste Annäherung an die Computerarchitektur. Die Studenten lernen das Design digitaler Schaltkreise, um:
- die Grundlagen,
- die (Design-)Prinzipien,
- und die Präzedenzfälle (in der Computerarchitektur) zu verstehen.
Auf der Grundlage dieses Verständnisses wird von den Studierenden erwartet, dass sie:
- lernen wie ein moderner Computer intern von Grund auf funktioniert,
- die Kompromisse verschiedener Designs und Ideen bewerten können,
- ein fundiertes Design (eines einfachen Mikroprozessors) implementieren können,
- immer komplexere Systeme systematisch austesten können,
- hoffentlich darauf vorbereitet sind, neuartige Out-of-the-Box-Designs zu entwickeln.
Der Fokus liegt auf Grundlagen, Prinzipien, Präzedenzfällen und deren Verwendung um gute Designs zu erstellen/umzusetzen.
InhaltDie Lehrveranstaltung besteht aus den folgenden Hauptblöcken:
- Aktuelle Hauptthemen der Computerarchitektur: Prinzipien, Mysterien, motivierende Fallstudien und Beispiele.
- Digital Logic Design: Kombinationslogik, sequentielle Logik, Hardwarebeschreibungssprachen, FPGAs, Timing und Verifikation.
- Grundlagen der Computerarchitektur: Von Neumann-Computermodell, Befehlssatzarchitektur, Assembly-Programmierung, Mikroarchitektur, Mikroprogrammierung.
- Grundlagen des Prozessordesigns: Pipelining, Out-of-Order-Ausführung, Verzweigungsvorhersage.
- Verarbeitungs-Paradigmen: Out-of-Order-Ausführung, Datenfluss, superskalare Ausführung, VLIW, SIMD-Prozessoren, GPUs, systolische Arrays, Multithreading.
- Speichersystem: Speicherorganisation, Speichertechnologien, Speicherhierarchie, Caches, virtueller Speicher.
SkriptAlle Unterlagen (inklusive Vorlesungsfolien) werden auf der Website der Lehrveranstaltung zur Verfügung gestellt: Link
Die Videoaufzeichnung der Vorlesung wird voraussichtlich nach der Vorlesung bereitgestellt. Es kann dabei zu Verzögerungen kommen.
LiteraturDie offiziellen Lehrbücher dieser Lehrveranstaltung sind “Introduction to Computing Systems” von Patt und Patel, und “Digital Design and Computer Architecture” von Harris und Harris.
Da dieser Kurs auf dem neuesten Stand ist, gibt es kein Lehrbuch das alle Themen abdeckt. Deswegen werden wir die Pflichtlektüre und die empfohlene Literatur für jede Vorlesung bereitstellen. Diese besteht hauptsächlich aus zwei Lehrbüchern und wichtigen Artikeln, die für das Verständnis aktueller Computerarchitekturen essentiell sind.

Leistungskontrolle

Information zur Leistungskontrolle (gültig bis die Lerneinheit neu gelesen wird)
Leistungskontrolle als Semesterkurs
Im Prüfungsblock fürBachelor-Studiengang Informatik 2016; Ausgabe 07.04.2022 (Basisprüfungsblock 2)
ECTS Kreditpunkte7 KP
PrüfendeO. Mutlu, F. K. Gürkaynak
FormSessionsprüfung
PrüfungsspracheEnglisch
RepetitionDie Leistungskontrolle wird in jeder Session angeboten. Die Repetition ist ohne erneute Belegung der Lerneinheit möglich.
Prüfungsmodusschriftlich 180 Minuten
Zusatzinformation zum PrüfungsmodusEine Abschlussprüfung, insgesamt 180 Minuten (70%)
Übungen (obligatorische Leistungselemente) mit Vor-Ort-Beurteilung und Abgabe von Berichten (30%). Alle Übungen werden gleichmässig mitgezählt. Die Nichtbeteiligung in einer Übung ergibt die Note 1 (bzw. Null Punkte) in jener Übung.

One final exam of 180 min (70%).
Lab assignments (compulsory continuous performance assessments) with on-site assessment and submission of lab reports (30%). All lab assignments will count equally. Not participating In a lab assignment incurs grade 1 (or zero points) in that lab assignment.
Hilfsmittel schriftlichNo books, papers, computers, phones, calculators, or other electronic devices are allowed.
Maximum 6 A4 hand-written pages (i.e., 3 double-sided A4 sheets or 6 one-sided A4 sheets) with notes are allowed.

Bücher, Publikationen, Computer, Mobiltelefone, Taschenrechner oder andere elektronische Geräte sind nicht erlaubt. Maximal sechs A4 Seiten mit handschriftlichen Notizen sind erlaubt (d.h. drei beidseitig beschriftete A4 Seiten, oder sechs einseitig beschriftete A4 Seiten).
Falls die Lerneinheit innerhalb eines Prüfungsblockes geprüft wird, werden die Kreditpunkte für den gesamten bestandenen Block erteilt.
Diese Angaben können noch zu Semesterbeginn aktualisiert werden; verbindlich sind die Angaben auf dem Prüfungsplan.

Lernmaterialien

 
HauptlinkCourse website
Es werden nur die öffentlichen Lernmaterialien aufgeführt.

Gruppen

Keine Informationen zu Gruppen vorhanden.

Einschränkungen

Keine zusätzlichen Belegungseinschränkungen vorhanden.

Angeboten in

StudiengangBereichTyp
Informatik BachelorBasisprüfungsblock 2OInformation