Grundlagen der Technischen Informatik – Wintersemester

Dozenten:

Prof. Dr. J. Teich, Dr. S. Wildermann

Modulbeschreibung:

Grundlagen der Technischen Informatik

Umfang/Stunden:

Vorlesung 4 SWS, Übung 2 SWS

Ort und Zeit der Vorlesung:

Dienstag, 10:15 – 11:45 Uhr, Hörsaal H7

Donnerstag, 16:15 – 17:45 Uhr, Hörsaal H7

Die erste Vorlesung findet am 17.10.2017 statt.

Übungsgruppenleiter:

T. Schwarzer, M. Witterauf, M. Brand

Aktuelle Informationen:

Siehe StudOn.

Ort und Zeit der Übungen:

Der Übungsbetrieb startet am Dienstag, den 24. Oktober 2017.

Ort und Zeit der praktischen Übungen:

  • Mo, 26.2.2018 und 5.3.2018, 9:00 – 13:00, Raum 02.133-128,
  • Mo, 26.2.2018 und 5.3.2018, 14:00 – 18:00, Raum 02.133-128,
  • Di, 27.2.2018 und 6.3.2018, 9:00 – 13:00, Raum 02.133-128,
  • Di, 27.2.2018 und 6.3.2018, 14:00 – 18:00, Raum 02.133-128,
  • Mi, 28.2.2018 und 7.3.2018, 9:00 – 13:00, Raum 02.133-128,
  • Mi, 28.2.2018 und 7.3.2018, 14:00 – 18:00, Raum 02.133-128,
  • Do, 1.3.2018 und 8.3.2018, 9:00 – 13:00, Raum 02.133-128,
  • Do, 1.3.2018 und 8.3.2018, 14:00 – 18:00, Raum 02.133-128,
  • Fr, 2.3.2018 und 9.3.2018, 9:00 – 13:00, Raum 02.133-128,
  • Fr, 2.3.2018 und 9.3.2018, 14:00 – 18:00, Raum 02.133-128.

Organisatorisches:

Für das Ablegen der Studienleistung und somit auch für die Teilnahme am Übungs- und Praktikumsbetrieb ist eine Anmeldung über das meinCampus-System erforderlich.

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 (Gilt für alle Studenten, die das Modul ab dem WS13/14 erstmalig ablegen):

  • Erfolgreiches Absolvieren von zwei praktischen Übungen mit Kolloquium

Studenten, die das Modul GTI (beispielsweise durch eine Anmeldung zur Klausur) bereits vor dem WS 2013/14 begonnen haben, müssen die Studienleistung nach den zuvor gültigen Studienleistungskriterien (Übungsbesuch, Bestehen von Miniklausuren und praktischer Übungen) erwerben.

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.