Grundlagen der Technischen Informatik – Wintersemester

Dozenten:

Prof. Dr. rer. nat. Oliver Keszöcze, Dr. S. Wildermann

Modulbeschreibung:

Grundlagen der Technischen Informatik

Umfang/Stunden:

Vorlesung 4 SWS, Übung 2 SWS

WICHTIGE ANKÜNDIGUNG:

Die Vorlesung und Übungen finden wieder in Präsenz statt. Wir freuen uns auf diesen Ansatz an Normalität und regen Austausch mit den Studierenden. Es gelten die Hygienebestimmungen der Universität.

Ort und Zeit der Vorlesung:

Dienstag, 12:15 – 13:45 Uhr, Hörsaal H11

Donnerstag, 12:15 – 13:45 Uhr, Hörsaal H7

Die erste Vorlesung findet am 19.10.2021 statt.

Übungsgruppenleiter:

M. Brand, C. Heidorn, J. Spieck, M. Witterauf

Kontakt: cs12-gti@fau.de

Vorlesungsunterlagen und aktuelle Informationen:

Finden Sie auf StudOn.

Die Vorlesungsfolien finden Sie hier.
Aktivieren Sie die Benachrichtigungen in den Ankündigungen, um auf dem aktuellen Stand zu bleiben, was Termine und Informationen rund um die Veranstaltung betrifft.
Nutzen Sie gerne auch unser Diskussionsforum um Fragen und Anmerkungen mit uns, Ihren Kommilitonen und den Tutoren zu diskutieren.

Übungen:

Eine Übersicht über die angebotenen Übungen kann auf StudOn eingesehen werden.
Die Anmeldung erfolgt von Dienstag, 19.10.2021, 16:00 Uhr bis Sonntag, 24.10.2021, 23:59 Uhr, über: mein Campus.
Der Übungsbetrieb startet am Dienstag, den 02.11.2021.
Die Übungsblätter finden Sie hier.

Praktische Übungen:

Die Praktischen Übungen finden im Zeitraum vom 07.03.2022 bis 18.03.2022 in der vorlesungsfreien Zeit statt.
Die Anmeldung zu den praktischen Übungen erfolgt von Dienstag, 01.02.2022, 14:00 Uhr bis Donnerstag, 03.03.2022, 23:59 Uhr über: mein Campus.
Nähere Informationen zu den Gruppen sind auf StudOn zu finden.
Die vorzubereitetenden Aufgaben finden Sie hier.

Klausur:

  • Datum, Uhrzeit und Raum werden noch bekanntgegeben

Anmeldezeitraum: 15. November 2021 (0.01 Uhr) bis 28. November 2021 (23.59 Uhr). Nähere Informationen finden Sie auf der Seite des Prüfungsamtes.

Miniklausur:

  • 1. Miniklausur: 02.12.2021
  • 2. Miniklausur: 20.01.2022

Die Miniklausuren finden jeweils anstatt der Vorlesung statt. Eine explizite Anmeldung ist nicht notwendig. Die Korrektur der Miniklausur kann in den individuellen Übungsgruppen eingesehen werden.
Nach derzeitigem Stand besteht Maskenpflicht in Form einer Mund- und Nasenbedeckung während der gesamten Miniklausur. Die getragende Maske muss jedoch nicht den FFP2-Standard erfüllen.

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.