Grundlagen der Technischen Informatik im Wintersemester 2011/12

Aktuelles:

Vorlesungsaufzeichnung
Die angefertigten Videoaufzeichnungen der Vorlesung werden wie angekündigt zur Prüfungsvorbereitung zur Verfügung gestellt.
Um die notwendigen Zugangsdaten zu erhalten, ist eine Anmeldung über StudOn erforderlich.
Sollten Sie Probleme mit der Anmeldung in StudOn haben, wenden Sie sich bitte an die Übungsgruppenleiter. Bitte beachten Sie in diesem Zusammenhang auch nochmals der Hinweis auf das Urheberrecht:
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Die zur Verfügung gestellten Videoaufnahmen sind urheberrechtlich geschützt.
Die Vervielfältigung und Verbreitung der Inhalte als auch der Zugangsdaten
ist ohne vorherige schriftliche Zustimmung des Inhabers untersagt.
Dies gilt auch für die auszugsweise Vervielfältigung und Verbreitung.
Die Verwendung der Videoaufnahmen ist nur Hörern der Vorlesung im Rahmen
der persönlichen Prüfungsvorbereitung gestattet.

© Department Informatik, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
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Organisatorisches:

Für das Ablegen der Studienleistung und somit auch für die Teilnahme am Übungs- und Praktikumsbetrieb ist eine Anmeldung über das meinCampus-System erforderlich. Die Anmeldung für den Übungsbetrieb wurde nach der ersten Vorlesung freigeschaltet, die Anmeldung für die praktischen Übungen erfolgte zwischen 1.12.2011 und 31.12.2011.

Zielsetzung:

Schwerpunkt des Moduls ist die Vermittlung von Grundlagen der Technischen Informatik.

Inhalt:

Aufbau und Prinzip von Rechnern, Daten und ihre Codierung, Boolesche Algebra und Schaltalgebra, Schaltnetze (Symbole, Darstellung), Optimierung von Schaltnetzen (Minimierung Boolescher Funktionen), Realisierungsformen von Schaltnetzen (ROM, PLA, FPGA), Automaten und Schaltwerke (Moore/Mealy, Zustandscodierung und -minimierung), Flipflops, Register, Zähler, Speicher (RAM, ROM), Taktung und Synchronisation, Realisierungsformen von Schaltwerken, Realisierung der Grundrechenarten Addition/Subtraktion, Multiplikation und Division, Gleitkommazahlen (Darstellung, Fehler, Rundung, Standards, Einheiten), Steuerwerksentwurf, Spezialeinheiten und Co-Prozessoren, Mikrocontroller; vorlesungsbegleitende Einführung und Beschreibung der Schaltungen mit VHDL.

Die "Technische Informatik" beschäftigt sich mit allen Facetten der Umsetzung von Algorithmen in Hard- und Software. Im Modul "Grundlagen der Technischen Informatik" werden die Grundlagen der Verarbeitung von Daten mit Hilfe von Rechnern behandelt.

1. Einführung

2. Funktion und Struktur

3. Nachricht und Signal

4. Codes

5. Mathematische Grundlagen

6. Schaltalgebra

7. Bausteine der Digitaltechnik

8. Automaten

9. Rechnerarithmetik

10. Hardwarebeschreibung, -simulation und -synthese

Kapitel 10 gibt eine Einführung in die Hardwarebeschreibungssprache VHDL, die die Spezifikation und Simulation komplexer digitaler Schaltungen ermöglicht. Dieser Teil der Vorlesung wird von praktischen Übungen begleitet, in denen auch Schaltungen der Rechnerarithmetik simuliert und ihr Laufzeitverhalten analysiert werden.

Teile der Vorlesung sind eng an die Vorlesung "Digitaltechnik" von Prof. Dr. Jürgen Becker am Karlsruher Institut für Technologie angelehnt mit freundlicher Unterstützung. Darüber hinaus gilt unser Dank Prof. Dr. Paul Molitor (Universität Halle-Wittenberg) sowie Prof. Dr. Eberhard Zehendner (Universität Jena).

Modulprüfung:

Das Modul Grundlagen der Technischen Informatik besteht aus einer Studienleistung und einer Prüfungsleistung.

Die Studienleistung dient der kontinuierlichen Festigung des erworbenen Wissens. Durch ihren studienbegleitenden Charakter kann sie den Lernaufwand innerhalb der Prüfungszeiträume erheblich reduzieren. Während der praktischen Versuche wird das theoretische Wissen durch wertvolle praxisorientierte Kenntnisse ergänzt.

Sie erhalten den Nachweis über die Studienleistung bei Erfüllung folgender Bestandteile:

• Besuch von mindestens 9 Übungen (Nachweis durch Anwesenheit)
• Bestehen zweier Miniklausuren (je 30 min während der Vorlesungen, Termine werden zu Beginn des Semesters bekannt gegeben)
• Erfolgreiches Absolvieren von zwei praktischen Übungen mit Kolloquium

Die einzelnen Bestandteile für die Studienleistung können nur zusammenhängend, d.h. während eines einzelnen Semesters erbracht werden. Sie können somit leider nicht über mehrere Semester hinweg "aufakkumuliert" werden.

Die Prüfungsleistung besteht aus einer Klausur im Umfang von 120 Minuten und bewertet die im Modul erworbenen Kenntnisse.

Letztendlich gilt das Modul Grundlagen der Technischen Informatik als abgeschlossen, wenn sowohl Studien- als auch Prüfungsleistung erbracht sind. Die Modulnote entspricht der Note der Prüfungsleistung.

Begleitmaterialien:

Vorlesungsfolien

Theoretische Übungen

Praktische Übungen