KE1 PC-Technologie
Diese KE soll einerseits die Thematik des Kurses anhand des aus Anwendersicht jedem bekannten Personal Computer (PC) motivieren und daneben weitere Kenntnisse der technischen Realisierung von PCs vermitteln. Dazu werden zunächst die elementaren Komponenten moderner PCs vorgestellt. Neben den gebräuchslichsten Prozessoren werden die wesentlichen einen PC-Nutzer interessierenden Informationen zum Aufbau und zur Funktionsweise von Mainboards, Speichermedien, Peripherigeräten sowie Ein-/Ausgabemedien kompakt präsentiert.

Kurstext der KE1 als PDF (Stand: 19. April 2011).

KE1 wurde um einige wichtige Punkte in den Abschnitten 2.1.5, 2.1.6 und 3.3.5 ergänzt.

KE1, Abschnitt 2.2.4 Datencodierung:
Ersetze "16-Bit-Präambel" durch "16-Byte-Präambel" und
ersetze "Fehlerkorrektur auf Frame-Ebene" durch "Fehlerkorrektur auf Sektor-Ebene".

KE2 Computerhardware
Basierend auf dem Wissen aus KE1 wird das Grundmodell eines Rechners, das von-Neumann-Rechnermodell eingeführt. Dabei erfolgt eine Beschreibung der Komponenten sowie deren Funktion und Interaktion auf funktional-logischer Ebene. Begriffe wie "von-Neumann-Flaschenhals", Harvard-Architektur, CISC/RISC werden kurz erklärt. In einem weiteren Abschnitt wird das Fließband-Prinzip eingeführt und die Anwendung auf die Befehlsabarbeitung (Pipelining) mit ihren Voraussetzungen und Zielen behandelt. Als praktisches Beispiel wird eine hypothetische Pipeline mit ihren Eigenarten und Eigenschaften definiert. Probleme im Zusammenhang mit Pipelining wie Daten- und Steuerfluss- sowie Ressourcenkonflikte und deren Lösungen werden behandelt. Abschließend werden Skalar- und Superskalarprozessor sowie deren Lösungen zur Pipelineproblematik behandelt.

Kurstext der KE2 als PDF (Stand: 6. April 2011). Hinweise zum Skript sind willkommen!

KE3 Speicher- bzw. Speicherhierarchien
Diese KE vermittelt aktuelles Wissen über Speichertechniken, aber insbesondere über Speicherverwaltungen moderner Rechner. Begonnen wird mit dem Konzept der virtuellen Speicherverwaltung. Die Ziele der virtuellen Speicherverwaltung sowie deren Umsetzung anhand virtueller und physikalischer Adressen wird erklärt. Die zweite große Thematik in KE3 behandelt das Caching mit seinen Zielen und insbesondere der praktischen Umsetzung. Dazu werden die grundlegenden Begriffe wie Primär-/Sekundär-Cache, Code-/Daten-Cache, Hit/Miss usw. erklärt. Mit der Präsentation der verschiedenen Cache-Organisationen (direkt, assoziativ) wird auch deren Verhalten im praktischen Betrieb untersucht. Dabei werden auch die auftretenden Phänomene wie Verdrängung, LRU, Zugriffszeit, write-back, write-through, Konsistenz und Kohärenz betrachtet.

Kurstext der KE3 als PDF (Stand: 6. April 2011). Hinweise zum Skript sind willkommen!

In der Lösung zu Aufgabe 3.9 auf Seite 61 wurden in der ersten Tabelle die Kreuze x durch W, R, R, W ersetzt. Das Bild mit den Cacheinhalten ist korrekt. Dieses Cache-Bild wurde jedoch aus Versehen auch als Bild in dem Beispiel 3.9 auf Seite 32 unten verwendet. Auf Seite 32, unten, wurden daher im Cache drei Zeilen geändert:
FF (01) (47)
B7 A0 D3
00 D0 35

Hinweis (zu Abschnitt 3.3.3 und Abschnitt 3.5.2 auf den Seiten 25, 26 und 46): In diesem Kurs gilt bei der Rückschreibestrategie stets: Bei einem Write-miss wird der Cache NICHT modifiziert! Es wird NUR in den Hauptspeicher geschrieben.
Auf Seite 26 unmittelbar über Aufgabe 3.6 wurde dazu der Absatz "Fehlzugriffe beim Schreiben" eingefügt.

Auf der Seite 40 wurde in Aufgabe 3.14 der Text "folgenden drei Anweisungen" ersetzt durch "folgenden vier Anweisungen". In der Lösung dieser Aufgabe 3.14 auf Seite 63 wurde zum 8. Befehl in der Ergebnistabelle das "R" durch ein "W" ersetzt.

KE4 Theoretische Informatik-Modelle
Die KE4 beginnt mit einer Einführung des Automatenmodells. Auf mehr informaler Ebene werden die Begriffe Zustand, Zustandsübergang, Eingabe, Ausgabe, Alphabet usw. erklärt. Danach kann die formale Definition und Einführung endlicher Automaten erfolgen. Die Behandlung endlicher Automaten erfolgt anhand zahlreicher Beispiele. Im Zusammenhang mit Automaten werden reguläre Ausdrücke und reguläre betrachtet. Insbesondere wird die Äquivalenz von Automaten definiert. Ein weiteres Kapitel beschäftigt sich schließlich mit Komplexität und Berechenbarkeit.

Kurstext der KE4 als PDF (Stand: 6. April 2011). Hinweise zum Skript sind willkommen!

In der Lösung zu Aufgabe 4.4 Teil (7) wurde s5 durch s19 ersetzt.
In Beispiel 4.13 auf Seite 20, unten, wurde die Zeile "s3 || s0 | s0 | s0 | s5" durch "s3 || s0 | s0 | s5 | s0"ersetzt.

In Beispiel 4.12 auf Seite 20 wurde der Satz:
"Der EA benutzt die Zustände um die Gleichheit bzw. Ungleichheit der Anzahl der Nullen und der Anzahl der Einsen zu speichern"
durch den folgenden Satz ersetzt:
"Der EA benutzt die Zustände um die Geradheit oder Ungeradheit der Anzahl der Nullen und der Anzahl der Einsen zu speichern"

Abbildung 4.4 auf Seite 11, Tabelle 4.2 auf Seite 13 und die beiden Abbildungen auf Seite 15 wurden korrigiert:
Für die Zustände 7,8,10,14,15,16,17,19 ist die Ausgabe A,1W und nicht A,2W.

Die Abbildung 4.7 (c) "Umsetzung der Operatoren" auf Seite 36 wurde korrigiert. 

Einsendeaufgaben zu KE1 als PDF (Stand: 23. November 2010)

Freigabetermin: Freitag, 01.10.2010
Bearbeitungsbeginn: Montag, 04.10.2010
Bearbeitungsende: Sonntag, 17.10.2010
Einsendeende: Mittwoch, 20.10.2010, 15:00 Uhr

Einsendeaufgaben zu KE2 als PDF (Stand: 15. November 2010)

Freigabetermin: Freitag, 29.10.2010
Bearbeitungsbeginn: Montag, 01.11.2010
Bearbeitungsende: Sonntag, 14.11.2010
Einsendeende: Dienstag, 16.11.2010, 15:00 Uhr

Einsendeaufgaben zu KE3 als PDF (Stand: 22. Februar 2011)

Freigabetermin: Freitag, 26.11.2010
Bearbeitungsbeginn: Montag, 29.11.2010
Bearbeitungsende: Sonntag, 12.12.2010
Einsendeende: Dienstag, 14.12.2010, 15:00 Uhr

Einsendeaufgaben zu KE4 als PDF (Stand: 3.. Januar 2011)

Freigabetermin: Freitag, 07.01.2011
Bearbeitungsbeginn: Montag, 10.01.2011
Bearbeitungsende: Sonntag, 23.01.2011
Einsendeende: Dienstag, 25.01.2011, 15:00 Uhr