Vorlesung

Allgemeine Informationen

Vorlesungsziele

Kennenlernen des logischen und physikalischen Aufbaus von Datenverarbeitungssystemen für den Einsatz in technischen Systemen. Einblick in die Prinzipien von Hardware-Entwurf, Datenpfad und Steuerung, Assemblerprogrammierung, moderne Rechnerarchitekuren (Pipelining, Spekulationstechniken, superskalare Architekturen), Speicherhierarchie, Softwarekonzepte.

Inhalt

Strukturen und Modelle digitaler Systeme (abstrakte Datentypen, endliche Automaten, Berechnung- und Prozessgraph), Abstraktion und Hierarchie in Datenverarbeitungssystemen, Assembler und Compiler, Kontrollpfad und Datenpfad, Ein- und Ausgabe, Kommunikationsstrukturen, Speicherhierarchie, Betriebssystem, Pipelining und superskalare Rechnerarchitekturen.

Theoretische und praktische Übungen, die den Stoff der Vorlesung vertiefen.

Voraussetzungen

Informatik I und II, Digitaltechnik.

Zeitplan

Kontakt

Sollten Sie spezielle Fragen zu dem Vorlesungsstoff oder den Übungen haben, schicken Sie sie per E-Mail an den zuständigen Übungsassistenten oder machen Sie mit ihm einen Termin aus.

Bei allgemeinen Fragen zur Vorlesung wenden Sie sich bitte ebenfalls per E-Mail an den Vorlesungskoordinator Olga Saukh (olga.saukh@tik.ee.ethz.ch).

Generelle Fragen zu Vorlesung und Übung, Koordination:

• [OS] Olga Saukh, ETZ G82, phone: 044 632 7021, olga.saukh@tik.ee.ethz.ch

Spezifische Fragen zu Vorlesung und Übung:

Literatur

Vorlesungsfolien

• Die Kopien der Vorlesungsfolien werden in der ersten Vorlesung am 22.09.2011 zum Preis von 10 Franken verkauft. Im Preis sind auch die Unterlagen zu den Übungen beinhaltet, die allerdings erst in einer späteren Vorlesung ausgegeben werden.
• Die Vorlesungsunterlagen werden zwar auch auf dieser Seite zur Verfügung stehen, aber trotzdem eine Bitte: Drucken Sie nicht noch einmal alles aus! Wenn Sie die Unterlagen noch nicht "auf Papier" erhalten haben, melden Sie sich bitte beim Vorlesungskoordinator.

Basis-Literatur

Die Vorlesung stützt sich in wesentlichen Teilen auf das Standardwerk von Patterson und Hennessy:

• David A. Patterson und John L. Hennessy: Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface Morgan Kaufmann Publishers, Inc.; San Francisco, California; ISBN 978-0-12-374493-7; 2009.

Die gesamte Lehrveranstaltung kann jedoch auch ohne das Buch absolviert werden, da alle erforderlichen Unterlagen zur Vorlesung und zur Übung ausgeteilt werden.

Ein weiteres Buch, das begleitend zur Lehrveranstaltung in Technischer Informatik empfehlenswert ist:

• William Stallings: Computer Organization and Architecture. Prentice Hall; Upper Saddle River, New Jersey; ISBN 0-13-607373-5; 2010.
  Das Buch ist ebenfalls detaillierter als das von Hennessy und Patterson. Es geht auf verschiedene Rechnerfamilien ein und hat einen anderen Aufbau.

Weiterführende Literatur

• David A. Patterson und John L. Hennessy: Computer Architecture: A Quantitative Approach. Morgan Kaufmann Publishers, Inc.; San Francisco, California; ISBN 978-0-12-370490-0; 2007.
  Das Buch führt in gewisser Weise das der Vorlesung zugrundeliegende Konzept weiter im Hinblick auf die quantitative Behandlung von Rechnerarchitekturen. Hierbei wird auf alle wesentlichen heutigen Rechnerarchitekturen im Detail eingangen.

Zum Schluss noch einige Literaturhinweise zu einzelnen Kapiteln der Vorlesung:

• Rechnerarchitekturen: MIPS, Pentium, PowerPC, SPARC.
• M. Becker et al.. The PowerPC 601 Microprocessor. IEEE Micro. Volume 13 , Issue 5, September 1993, Pages: 54 - 68, ISSN:0272-1732.
• Auch wenn man nicht immer allem trauen kann, ist Wikipedia immer einen Besuch wert.

Übungen

Ablauf

Die Übungen werden im wöchentlichen Rhythmus in Abstimmung mit den Übungen zur Vorlesung "Felder und Komponenten" durchgeführt. Jeder Student meldet sich in der ersten Vorlesungsstunde von TI1 (22.09.2011) zu einer Übungsgruppe an. Es gibt insgesamt 8 Übungsgruppen, je vier am Donnerstag und und je vier am Freitag (siehe auch unter Vorlesung):

Gruppeneinteilung HS 2011 [pdf]

Eine Übung dauert zwei Stunden, wobei zwischen Computer- und Rechenübung unterschieden wird. Die Raumbezeichnungen finden Sie ebenfalls hier. Die vier Computerübungen sind praktische Übungen, die innerhalb der Übungsstunden in den Computerräumen von den Studierenden durchgeführt werden. Die sechs Rechenübungen finden in den Übungsräumen statt. Der Ablauf der Übungen ist wie folgt: Zunächst werden die Aufgaben kurz von Assistenten vorgestellt. Anschliessend können die Aufgaben gelöst und Fragen gestellt werden. Zuletzt werden die Lösungen der Aufgaben von Assistenten präsentiert.

Testate

Es werden keine Testate für die Teilnahme an den Übungen vergeben. Die Teilnahme an Rechen- und Computerübungen wird aber weiterhin sehr empfohlen.

Genauere Angaben zum Ablauf der Übungen wird es in der ersten Vorlesungsstunde geben. Bei Fragen wenden Sie sich am Besten an den Vorlesungskoordinator.

Prüfung

Hier finden Sie drei ausgewählte Prüfungen der letzten Semester. Fragen zu diesen Prüfungen richten Sie am Besten an die Assistenten, die für das jeweilige Thema vorgesehen sind (siehe unter Kontakt). Andere alte Prüfungen, die sich evtl. noch aus vorherigen Semestern im Umlauf befinden, werden von unserer Seite nicht unterstützt, d.h. Fragen dazu werden definitiv nicht beantwortet!