Inhalte der Vorlesung Rechnerarchitekturen I

In dem Modul Rechnerarchitekturen I erhalten die Studierenden eine grundlegende Einführung in die
Struktur und Funktionsweise von Rechnern nach den Architekturmodellen von-Neumann und Harvard.

Neben den grundlegenden Abläufen in allgemeinen Rechen- und Steuereinheiten moderner Rechensysteme werden darauf aufbauend prinzipielle Methoden der Leistungssteigerung hinsichtlich Speicherzugriff, Verbindungsstruktur, Ein-/Ausgabe und Befehlsabarbeitung vorgestellt. Wesentliche Punkte der Vorlesung umfassen:

  1. Allgemeine Architekturmodelle
  2. Architekur von Rechen-, Leit- und Steuerwerk
  3. Optimierungen
  4. Speicherarchitekturen
  5. Cacheberechnungen
  6. Branch-Prediction Architekturen
  7. Leistungsbewertung
  8. Peripherie- und Bussysteme
  9. Beispiele an den MIPS-, x86- und PowerPC-Architekturen

Dabei werden die Studierenden in exemplarischer Weise in typische Fragestellungen der Rechnerarchitektur wie z.B. Entwurfsziele und Beurteilungskriterien eingeführt. Die Vorlesung wird durch viele praktische Beispiele an verschiedenen Systemarchitekturen unterstützt.

Das Modul Rechnerarchitektur setzt sich aus den beiden Teilen Rechnerarchitekturen I und II zusammen.

Im zweiten Teil mi der Vorlesung Rechnerarchitekturen II werden spezielle Architekturen für moderne, sehr leistungsfähige Rechner vorgestellt. Diese Vorlesung ist dafür wesentliche Grundlage.

Lernziele

Die Studierenden erwerben die Befähigung, einzelne Komponenten eines Rechners
zu analysieren, sowie das Zusammenspiel der Komponenten als Ganzes zu
bewerten. Dadurch werden die Studierenden in die Lage versetzt, Rechner für
konkrete Aufgabenstellungen zu spezifizieren und zu bewerten.