Rechnerarchitektur

Die erste Besprechung zur Vorlesung "Rechnerarchitektur" findet am Montag, dem 25.04.2022 um 10:00 Uhr in O27/2203 und die erste Besprechung der dazugehörigen "Übung" am Mittwoch, dem 27.04.2022 um 12:00 Uhr in O27/311 statt.

Lernziele

Die Studenten kennen die grundlegenden Eigenschaften unterschiedlicher Rechnerarchitekturen. Sie können Rechenwerke unterschiedlicher numerischer Genauigkeit analysieren und entwerfen. Sie sind in der Lage unterschiedliche Cache-Architekturen zu bewerten. Sie kennen verschiede Paralellisierungskonzepte und können Architekturen mit Fließbandverarbeitung und superskalare Architekturen analysieren, bewerten und Aufbauen. Auf der Grundlage unterschiedlicher Parallelisierungstechniken verstehen die Studenten parallele Rechnerarchitekturen und können diese benennen, analysieren und aufbauen. In praktischen Übungen lernen die Studenten Rechnerarchitekturen in VHDL zu beschreiben und auf FPGAs zu implementieren.

Inhalt

  • Befehlssatzarchitekturen (SISD: MIPS)
  • VHDL-Einführung
  • Arithmetische Schaltungen und Fließkommaverarbeitung
  • Cache-Architekture
  • Befehlssatzarchitekturen II (SIMD: ARM)
  • Fließbandverarbeitung
  • Superskalare Architekturen
  • VLIW und MIMD
  • Multicore-Architekturen
  • DSPs (SHARK) und GPUs

Literatur

  • David Money Harris and Sarah L. Harris. Digital Design and Computer Architecture, Morgan Kaufmann; 2. Auflage, 2013
  • David Money Harris and Sarah L. Harris. Digital Design and Computer Architecture, Morgan Kaufmann; 2. Auflage, 2013
  • John L. Hennessy, David A. Patterson. Computer Architecture: A Quantitative Approach, Morgan Kaufmann; 6. Auflage, 2017.
  • John Paul Shen. Modern Processor Design: Fundamentals of Superscalar Processors. Waveland Pr Inc; 1. Auflage, Reprint 2013.
  • Jr. Charles H. Roth, Lizy K. John. Digital Systems Design Using VHDL. CL ENGINEERING. 3. Auflage, 2016
  • Jürgen Reichardt, Bernd Schwarz. VHDL-Synthese: Entwurf digitaler Schaltungen und Systeme. De Gruyter Oldenbourg; 7. Auflage, 2015.

Vorkenntnisse

Grundlagen der Rechnerarchitektur

Leistungsnachweise und Prüfungen

Die Vergabe der Leistungspunkte erfolgt aufgrund des Bestehens einer - abhängig von der Teilnehmerzahl - schriftlichen oder mündlichen Prüfung. Alternative Prüfungsformen sind möglich. Die Anmeldung zu dieser Prüfung setzt einen Leistungsnachweis voraus. Die genauen Modalitäten werden zu Beginn der Veranstaltung bekannt gegeben.

Lehre Sommer 2022

Dozent

Frank Slomka

Betreuer

Marcel Rieß

Wichtiger Hinweis - Materialien

Die Vorlesung findet in Präsenz statt. Alle benötigten Materialien, sowie alle Informationen zur Vorlesung, finden im Moodle-Kurs - schreiben Sie sich dazu unbedingt in den Kurs ein!