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Technische Informatik 2Wintersemester 2008/09
Kurs CS 3100
Blätter zur VorlesungWintersemester 2008/09Prof. Dr. Peter Schulthess
Universität UlmVerteilte Systeme
Fakultät für InformatikA-1 Technische Informatik 2, Winter 2008/09, P. Schulthess, ©VS Informatik, Ulm
A. Einleitungskapitel
A.1. Vorlesungsorganisation
A.1.1 Verteilte RollenDozent
Prof. Dr. Peter Schulthess, [email protected] für Verteilte Systeme, ehemals Fakultät für Informatik
Ü[email protected] [email protected] =>
Sekretariat: Frau Marion [email protected] 031 502-4140, Raum O27–352
A-2 Technische Informatik 2, Winter 2008/09, P. Schulthess, ©VS Informatik, Ulm
A.1.2 Technische Informatik im Grundstudium – Termine, etc.Technische Informatik II im WS (4+1 SWS, 6+1 LP):
Vorlesung: Di. 12:15 - 14 h, Mi. 12:15 - 14 h, o-27 / H20Übungen: Fr. 10:15-12 h, 14-täglich, 2 stündig, ab 24.10.2008
Technische Informatik I (4+1 SWS, 6+1 LP)Vorlesung und Übung im SS 2009, für Sommereinsteiger.
Praktikum Technische Informatik im WS (1 SWS, 1 LP)Einteilung & obligatorische Vorbesprechung am Dienstag 21.10.08, o-27, H20, 16.15 hVersuche: digitale Logik, Zustandsmaschinen, Peripherieansteuerung ... ?Teilmodulprüfung und Unterschrift erforderlich für das Studienmodul !Teil 2 im WS (Fortsetzung von Teil 1 im SS),=> Jörg Siedenburg.
Ti-2 für folgende Studiengänge:Diplom-Informatik (2./3. Semester)Bachelor-Informatik (2./3. Semester)Informationssystemtechnik (3. Semester)
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A.1.3 Prüfungen und StudienleistungsnachweiseKlausurtermin Ti-2, 2008/09:
Freitag, 20. März, 2009, 10 h,Wiederholungsklausur ca. 8 Wochen später.
Studienbegleitender Prüfungsmodus:keine Kombiprüfungen mehr (Ti-1, Ti-2),Klausur Ti-1 im Sommer,Klausur Ti-2 im Frühjahr,
Erfolgreichen Abschluss des Projektpraktikums Ti-1 im LSF eintragen lassen (Frau Schacherl bzw. Herr Siedenburg):
schriftliche Bestätigung des Praktikumserfolges durch Herrn SiedenburgKreditpunkte eintragen lassen, bzw. nachprüfen.
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A.1.4 Vorlesungsfolien und UnterlagenBlätter zur Vorlesung werden im Web zur Verfügung gestellt und können selbst ausgedruckt werden (Farbe?):
ca. 400 Folien, vier pro Seite, S/W- Druck durch Institut,Ausdrucken im Pool ist jedoch nicht gestattet.
http://www.wissenheim.de/Veranstaltungen/ :enthält einigermassen aktuelle Vorlesungsfolien,auch über Pinnwand oder Abteilungsseiten erreichbar,direkte Ablage im Unterverzeichnis - ohne html und dergl.,…docs/ - Blätter zur Vorlesung als *.pdf, *.odt ?…media/ - evtl. Video Clips,…info/ - Unterlagen.
Namensgebung der Dateien:
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Ti2_A1_04_Org.pdf
Vorlesung Kapitel# Versions# Inhalt Dateiformat
Blätter zur Vorlesung:Haben nur stützende Funktion – massgebend ist der gesprochene Text in der Vorlesung,Wir empfehlen, die Blätter mit zusätzlichen Erklärungen versehen,hilfsweise zu kolorieren.
Videos als Erläuterung zum Stoff:da der Fundus im Aufbau ist, sind noch wenige Themen vorhanden,Schwierige Themen aus der Vorlesung identifizieren,Nicht nur angucken, sondern hinterfragen,Verbesserungsvorschläge ...
Rückmeldungen und Fragen:Stellen Sie Fragen während der Vorlesung und per mail,Geben Sie mir Rückmeldungen über den Stoff,Didaktische Verbesserungsvorschläge,Echte oder vermutete Fehler,
Weitergehende Informationen:Viele Vorlesungen zur Technischen Informatik im Internet,Literaturliste weiter unten,im Web.
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A.2. Zielsetzung
A.2.1 Grundlage für Hauptstudiumsveranstaltungen/-moduleBesonders im Bereich Technische & Systemnahe Informatik, z.B.:
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Grundstudium
Technische Informatik I + II
Computer-systeme
Kommuni-kation
Medien-technik
Echtzeit-systeme
Wissenheim 3D
Betriebssys-temtechnik
Verteilte Systeme
Robotik
A.2.2 Organisation des Unterrichtsstoffes nach einem Sägezahnmodell
Welche Themen können für Medieninformatik weggelassen werden?Logikbausteine, hardwarenahe Programmierung, „OS-Inside“.
Ein Ansatz auf mittlerer Stufe lässt das Ziel erkennbar werden.Bottom-up Ansatz würde einen langen Atem erfordern.
A-8 Technische Informatik 2, Winter 2008/09, P. Schulthess, ©VS Informatik, Ulm
Ti 1
Ti 2
Assembler
Rechner-systeme
Betriebs-systeme
Elektroni-sche GL
HW-Kompo-nenten
SW Kompo-nenten
A.2.3 Provisorischer Inhalt
TI-1 TI-2
OrganisatorischesEinleitung und HistorieMIPS RechnerarchitekturAssemblerprogrammierungElektronische GrundlagenDigitale ArithmetikDirekte ProgrammierungSpeicherverwaltungDateisystemeNebenläufigkeit
B. Kombinatorische LogikC. Sequentielle LogikD. Programmierbare LogikE. Einfache MIPS CPUF. Pipelining ArchitekturG. Caches & PufferspeicherH. Intel x86 CPUsI. BussystemeJ. Treiber und OSK. Sicherheit
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A.2.4 Schichtenmodell eines RechnersystemesArchitekturschwerpunkt.Vertiefungen zu Ti-1.Digitale Vorgänge.Signale.
A-10 Technische Informatik 2, Winter 2008/09, P. Schulthess, ©VS Informatik, Ulm
SystemprogrammierungRechnerarchitektur: - Bussysteme, Funktionseinheiten, Puffer, Pipelines ...
Ein- & Ausgabegeräte: - Gerätetechnik, Ansteuerung, Interrupts, Treiber, ...
Betriebssystemkonzepte: - Betriebsmittelverwaltung, z.B. Speicher, CPU, ...
ArchitekturRechnerarithmetik: - Zahlendarstellung, Operatoren, Konvertierung ...
Mikroarchitektur: - Instruktionszyklen, RISC/CISC, µ-Programmierung ...
Instruktionssatz (ISA): - Adressenbildung, Registersemantik, Assemblersprache
DigitaltechnikElektronik: - Strom & Spannung, Transistoren, Schaltkreisintegration
Digitale Logik: - Gatter, digitale Signale, Signalausbreitung ...
Digitale Schaltungen: - Zustandsmaschinen, Zähler, ALU, PLA, Optimierung
„Höhere Informatik“: -Programierung, Datenbanken, Verteilte Sys., Theorie ...
B
C
G I
J
HF
D
K
E
A.2.5 Aufbau & Arbeitsweise von RechnersystemenMöglichkeiten und Grenzen der Hardware:
Datenvolumen, Ausführungsgeschwindigkeit …
Verständnis für spezifisches Systemverhalten:Vorteilhafte Nutzung von Speicherhierarchien (Cache, RAM, Disk),Systemstart & Konfigurierung,„Overhead“ ...
Entwicklung hardwarenaher Programme:Implementierung effizienter Programme (z.B. in Maschinensprache)Ansteuerung von Ein- Ausgabegeräten (z.B. Treiber),Intrinsische vs. extrinsische Komplexität =>Entwurf schlanker Systeme !
A-11 Technische Informatik 2, Winter 2008/09, P. Schulthess, ©VS Informatik, Ulm
A.2.6 Komponenten & Schnittstellen:CPU, Hauptspeicher, Platine, Bussysteme, Hardwareschnittstellen, Peripheriegeräte, Bildschirm, Vernetzung, Stromversorgung ...
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A.2.7 LiteraturHaupsächlich:
D. Patterson, J. Hennessy: Rechnerorganisation & Entwurf, 3. Aufl. Elsevier 2005. J. Hennessy, D. Patterson: Computer Organiz. & Design. Morgan Kaufmann, 1994.M. Murdocca, V. Heuring: Principles of Computer Architecture, Prentice Hall 2000.W. Stallings: Computer Organization & Architecture. Prentice Hall, 2003.A. Tanenbaum: Modern Operating Systems. 2nd Ed. Prentice Hall, 2001.
Ergänzungsliteratur: H. Liebig: Logischer Entwurf digitaler Systeme, 4. Aufl., Springer 2005.W. Oberschelp, G. Vossen: Rechneraufbau & Rechnerstruk.. 8. Aufl., Oldenbourg 2000.A. Clements: The Principles of Computer Hardware. 3rd Ed., Oxford Univ. Press, 2000.H. P. Messmer, K. Dembowski: PC-Hardwarebuch …, 7. Aufl., Addison Wesley 2003.
Web:MIPS Simulator: http://courses.missouristate.edu/KenVollmar/MARS/
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