Die Studierenden beherrschen verschiedene Zahlensysteme, können zwischen diesen Umrechnen und deren Darstellungen in Rechenmaschinen erläutern. Die Studierenden kennen die formalen Grundlagen digitaler Schaltungen. Sie können die Schaltalgebra aus der booleschen Algebra ableiten. Mit Hilfe der Schaltalgebra können sie beliebige Schaltfunktionen entwerfen. Sie können Verfahren der Schaltungsminimierung anwenden und grundlegende kombinatorische und sequentielle Schaltungen benennen. Sie können die technischen Grundlagen von Schaltungen erläutern. Sie können die theoretischen Konzepte von Automaten erklären und für den Entwurf von Rechenwerk und Steuerwerk einfacher Maschinen nutzen. Die Studierenden können einfache Schaltungen mit Hilfe von programmierbaren Logikfeldern umsetzen und deren Funktionsweise erläutern. Die Studierenden können das Verhalten und die Strukturen von digitalen Schaltungen und einfachen Rechnern mit Hilfe einer Hardwarebeschreibungssprache modellieren. Die Studierenden können ein einfaches theoretische Modell einer Rechenmaschine mit Hard- und Softwareschnittstelle beschreiben. In Übungen wenden die Studierenden die in der Vorlesungen vermittelten Inhalte auf konkrete Bespiele an und führen Berechnungen und Algorithmen manuell durch. Im Laborprojekt lernen die Studierenden die theoretisch erworbenen Grundlagen und die manuell erprobten Algorithmen anhand von Versuchsaufbauten praktisch in Verhaltensbeschreibungen und Schaltungen umzusetzen.

Die Modulprüfung besteht aus einer benoteten Klausur. Die Teilnahme an der Prüfung setzt eine unbenotete Vorleistung voraus.

1. Rechnerarchitektur : von der digitalen Logik zum Parallelrechner (Andrew S. Tanenbaum; Todd Austin)
2. Digital design and computer architecture (David Money Harris, Sarah L. Harris)
3. Entwurf von digitalen Schaltungen und Systemen mit HDLs und FPGAs : Einführung mit VHDL und SystemC (Frank Kesel; Ruben Bartholomä)
4. Halbleiter-Schaltungstechnik (Ulrich Tietze; Christoph Schenk; Eberhard Gamm)
5. Rechnerorganisation und Rechnerentwurf : die Hardware/Software-Schnittstelle (David A. Patterson; John L. Hennessy. Wiss. Bearb. der dt. Ausg.: Walter Hower)
6. Systemintegration : vom Transistor zur großintegrierten Schaltung (Kurt Hoffmann)
7. Technische Informatik : eine einführende Darstellung (Bernd Becker; Paul Molitor)
8. Computerarchitektur : Strukturen, Konzepte, Grundlagen (Andrew S. Tanenbaum)
9. Mikroprozessortechnik und Rechnerstrukturen (Thomas Flik)
10. Principles of digital design (Daniel D. Gajski)
11. Rechneraufbau und Rechnerstrukturen (Walter Oberschelp und Gottfried Vossen)
12. Boolean reasoning : the logic of Boolean equations (Frank Markham Brown)
13. The principles of computer hardware