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".

KE1, Abschnitt 1.3.4 Seite 37: Für PC3-8500U-777 wird dort 13,13 ns angegeben. Wenn man 1/(4*133)*7 ausrechnet, müsste dort eigentlich 13,16 ns stehen. Anstatt mit 133 MHz wird aber tatsächlich mit 133,33 MHz übertragen. Und damit beträgt der Wert genau 13,125 ns. Der Unterschied resultiert also aus einer Rundung.

KE1, Seite 20 Die PCI-Bus-Schnittstelle: Datentransferraten
33,33 MHz x 32 Bit / 8 = 133,32 MB/s oder (32 Bit / 8) / 30 ns = 133,33 MB/s
66,66 MHz x 64 Bit / 8 = 533,28 MB/s oder (64 Bit / 8) / 15 ns = 533,33 MB/s
133,33 MHz x 64 Bit / 8 = 1066,64 MB/s oder (64 Bit / 8) / 7,5 ns = 1066,66 MB/s
Die Datentransferraten in den drei Fällen sind also
133,33 MB/s bzw. 533,33 MB/s bis 1066,66 MB/s

Wenn man in den beiden letzten Fällen von den Taktraten 133/2 = 66,5 und 133 MHz ausgeht, so erhält man die Datentransferraten
66,5 MHz x 64 Bit / 8 = 532 MB/s
133 MHz x 64 Bit / 8 = 1046 MB/s
also genau die im Kurstext angegebenen Werte.

KE1, Abschnitt 3.3 LCD-Bildschirm:
Streichen Sie den Verweis "In der letzten Kurseinheit ..." durch.

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: 17. Mai 2011). Hinweise zum Skript sind willkommen!

In Abschnitt 2.3.4 Abbildung 2.9 wurde "SAL - Shift Arithmetic Left" durch "SAR - Shift Arithmetic Right" ersetzt.

In Abschnitt 2.5.2 Abbildung 2.13 wurde überall "R1,R1,R2" durch "R2,R1,R2" ersetzt.

Die Lösungen zu den Selbsttestaufgaben sind nicht mehr in Abschnitt 2.8 sondern in Abschnitt 2.9 zu finden. Dafür steht jetzt in Abschnitt 2.8 eine Tabelle aller nun in dieser KE 2 verwendeten Befehle und eine Anmerkung zum Negativ-Bit N und Zero-Bit Z des Statusregisters. Der Kurstext von KE 2 wurde ausserdem auf diese Tabelle abgestimmt.

Abschnitt 2.6.1, Seite 43, zweitletzter Absatz: Ersetze "Diese Befehle werden dann im internen Daten-Cache abgelegt." durch "Diese Befehle werden dann im internen Befehls-Cache abgelegt.

Abschnitt 2.6.5, Seite 54, Beispiel 2.2: Entferne den ersten Absatz unter dem Programmcode "Wie oben beschrieben ... Im Folgenden". Dafür wird in der Lösung von Teil b) dieses Beispiels auf Seite 55 ein entsprechender Absatz eingefügt.

Abschnitt 2.7, Seite 58, zweiter Absatz: Ersetze "Eine Besonderheit des L2-Daten-Cahes ist" durch "Eine Besonderheit des L1-Daten-Caches ist". Weitere kleine Deutschfehler in diesem Absatz wurden auch korrigiert.

Abschnitt 2.2.1, Seite 2:
"besteht aus einem Steuerwerk (auch Leitwerk genannt)"
Überall sonst wurde "Leitwerk" durch "Steuerwerk" ersetzt.

Abschnitt 2.6, Seite 43, letzter Satz vor Abschnitt 2.6.1:
"Falls genügend feinkörnige Parallelität vorhanden ist, kann die Leistungssteigerung im superskalaren Fall durch Erhöhung der räumlichen Parallelität in Form von mehr Ausführungseinheiten und einer damit möglichen höheren Zuweisungsbandbreite erreicht werden."

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: 30. August 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.

In Abschnitt 3.4.1 Beispiel 3.8 auf Seite 29 wurde "s" durch "q" ersetzt.

In der Lösung von Aufgabe 3.10 auf Seite 63 wurde "#t = Adressbreite-#r = 16 - 5 = 11" ersetzt durch "#t = Adressbreite-#r = 16 - 4 = 12"
In der Lösung von Aufgabe 3.11 auf Seite 63 wurde in der letzten Zeile 2^12 . 10 ersetzt durch 2^12 . 6

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: 30. August 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.

Auf Seite 13 wurde "wenn man im Ausgangszustand sechs Geldstücke G1 einwirft" ersetzt durch "wenn man im Ausgangszustand sechs Geldstücke G2 einwirft"

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

In Absatz 4.7.1 auf Seite 85 unten wurde "M1 echte Teilmenge von M2" durch "M1 echte oder unechte Teilmenge von M2" ersetzt.  

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

Freigabetermin: Freitag, 01.04.2011
Bearbeitungsbeginn: Montag, 04.04.2011
Bearbeitungsende: Sonntag, 17.04.2011
Einsendeende: Dienstag, 19.04.2011, 15:00 Uhr

Einsendeaufgaben zu KE2 als PDF (Stand: 12. Mai 2011)

Freigabetermin: Freitag, 29.04.2011
Bearbeitungsbeginn: Montag, 02.05.2011
Bearbeitungsende: Sonntag, 15.05.2011
Einsendeende: Dienstag, 17.05.2011, 15:00 Uhr

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

Freigabetermin: Freitag, 27.05.2011
Bearbeitungsbeginn: Montag, 30.05.2011
Bearbeitungsende: Sonntag, 12.06.2011
Einsendeende: Dienstag, 14.06.2011, 15:00 Uhr

Einsendeaufgaben zu KE4 als PDF (Stand: 12. Juli 2011)

Freigabetermin: Freitag, 24.06.2011
Bearbeitungsbeginn: Montag, 27.06.2011
Bearbeitungsende: Sonntag, 10.07.2011
Einsendeende: Donnerstag, 14.07.2011, 15:00 Uhr