Die technischen Grundlagen von Rechnersystemen gehören zweifelsfrei zu den zentralen Bestandteilen der Ausbildung von Studierenden der Informatik und angrenzender Fachdisziplinen.Gerade im Bereich der technischen Informatik bietet es sich an, die Inhalte von Lehrveranstaltungen durch praktischen Übungen ergänzend zu vertiefen. Während es eine Fülle von Lehrbüchern zu unterschiedlichen Themengebieten der technischen Grundlagenvon Computersystemen gibt, die zur Begleitung oder Vertiefung von Vorlesungen dienen, sind Lehrbücher oder andere Unterlagen zu praktischen Übungen weit weniger verbreitet.Das vorliegende Buch versucht, diese Lücke in der universitären Ausbildung mit der Beschreibung von einigen ausgewählten praktischen Laborübungen zumindest in kleinen Teilen zu schließen. Es stellt eine Sammlung von praxisorientierten Trainingseinheiten dar, die jedoch nicht ohne eine entsprechende thematische Einführung von anderer Seite verständlich sind. Begriffe wie Bit, Register, Hauptspeicher, Schaltwerk, Befehlszähler, Transistor, Strom, Spannung, Widerstand, Netzwerk, Boolesche Algebra werden in diesem Buch nicht eingeführt, sondern als bekannt vorausgesetzt. Das Ziel der Laboreinheiten besteht darin, bereits vorhandene Kenntnisse der technischen Informatik durch praktische Tätigkeiten einzuüben und so das Verständnis für die zugrunde liegenden Konzepte weiter zu erhöhen.

Häufig gestellte Fragen

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Inhaltsverzeichnis

Reduced Instruction Set Computer(RISC)
Grundlagen P: DLXJ-RISC-Prozessor
1.1. Jenaer Version der DLX-Architektur
1.2. Programmiermodell des DLXJ-Prozessors
1.3. Struktur des DLXJ-Prozessors
1.4. Interner Aufbau des Prozessorkerns
1.5. Entwicklungsumgebung
Anhang 1.A
Anhang 1.B
Versuch P1: Computer-Aided Engineering (CAE-)Werkzeuge
2.1. Überblick über die Versuche zum DLXJ-RISC-Prozessor
2.2. Entwicklungsprozess
2.3. Versuchsvorbereitung
2.4. Versuchsdurchführung
2.5. Aufgabenstellung
2.6. Bemerkungen zu weiterführender Literatur
Versuch P2: Befehlszähler eines RISC-Prozessors
3.1. Befehlszähler im Datenpfad des Prozessorkerns
3.2. Funktionsweise des Befehlszählers
3.3. Versuchsvorbereitung
3.4. Versuchsdurchführung
3.5. Aufgabenstellung
3.6. Bemerkungen zu weiterführender Literatur
Versuch P3: Aufbau und Funktionsweise eines RISC-Prozessors
4.1. RISC-Prozessoren
4.2. Versuchsvorbereitung
4.3. Versuchsdurchführung und Aufgabenstellung
4.4. Versuchsauswertung
4.5. Bemerkungen zu weiterführender Literatur
Anhang 4.A
Anhang 4.B
Versuch P4: Assemblerprogrammierung eines RISC-Prozessors
5.1. Assemblerprogrammierung und Debugging
5.2. Versuchsvorbereitung
5.3. Versuchsdurchführung und Aufgabenstellung
5.4. Versuchsauswertung
5.5. Bemerkungen zu weiterführender Literatur
Anhang 5.A
Anhang 5.B
Graphics Processing Unit (GPU)89
Versuch G: GPU Programmierung
6.1. Massiv-parallele Programmierung von Grafikkarten
6.2. Versuchsvorbereitung
6.3. Versuchsdurchführung und Aufgabenstellung G1
6.4. Versuchsdurchführung und Aufgabenstellung G2
6.5. Bemerkungen zu weiterführender Literatur
Single Instruction, Multiple Data(SIMD)
Versuch S: Programmierung mit Streaming SIMD Extensions (SSE)
7.1. Parallelisierung auf der Ebene von Befehlen
7.2. Versuchsvorbereitung
7.3. Funktionsreferenz
7.4. Versuchsdurchführung und Aufgabenstellung
7.5. Bemerkungen zu weiterführender Literatur
Digitalelektronik
Versuch D: Digitalelektronik
8.1. Versuchsvorbereitung
8.2. Kurzanleitung PSpice
8.3. Versuchsdurchführung und Aufgabenstellung
Netzwerke
Versuch N:Rechner-Netzwerke
9.1. Digitale Kommunikation zwischen Rechnern
9.2. Versuchsvorbereitung
9.3. Versuchsdurchführung und Aufgabenstellung
9.4. Bemerkungen zu weiterführender Literatur
Rechnerarithmetik
Versuch R :Digitale Rechenschaltungen
10.1. Versuchsvorbereitung
10.2. Versuchsdurchführung
10.3. Aufgabenstellung
10.4. Bemerkungen zu weiterführender Literatur