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Grundlagen der Technischen Informatik – Wintersemester

Dozenten:

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

Modulbeschreibung:

Grundlagen der Technischen Informatik

Umfang/Stunden:

Vorlesung 4 SWS, Übung 2 SWS

WICHTIGE ANKÜNDIGUNG:

Aufgrund der Anordnungen zur Prävention der Verbreitung des Coronavirus (SARS-CoV-2) vom 5. August 2020 findet die Lehrveranstaltung GTI wie folgt statt:

  • Die Vorlesung und die Übungen finden live über Zoom statt.
  • Das Praktikum wird in kleineren Gruppen in Präsenzform unter Einhaltung der Hygienevorschriften der FAU stattfinden.
    Wenn Sie das Praktikum des WS 19/20 noch abschließen müssen, melden Sie sich ebenso über Mein Campus zum Praktikum des WS 20/21 an.
  • Die Klausur wird in Präsenzform unter Einhaltung der Hygienevorschriften der FAU stattfinden.
  • Nähere Informationen zu den Miniklausuren werden folgen.

Ort und Zeit der Vorlesung:

Dienstag, 14:15 – 15:45 Uhr, Hörsaal H11 Zoom

Donnerstag, 14:15 – 15:45 Uhr, Hörsaal H11 Zoom

Die erste Vorlesung findet am 03.11.2020 statt.

Übungsgruppenleiter:

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

Kontakt: cs12-gti@fau.de

Vorlesungsunterlagen und aktuelle Informationen:

Finden Sie auf StudOn.

Aktivieren Sie die Benachrichtigungen in den Ankündigungen, um auf dem aktuellen Stand zu bleiben, was Termine und Informationen rund um die Veranstaltung betrifft.

Übungen:

Eine Übersicht über die angebotenen Übungen kann auf StudOn eingesehen werden.
Die Anmeldung erfolgt von Dienstag, 03.11.2020, 16:00 Uhr bis Sonntag, 15.11.2020, 23:59 Uhr über: mein Campus.
Bitte beachten Sie, dass die Reihenfolge der Termine in meinCampus NICHT mit der oben angeführten Reihenfolge der Gruppen übereinstimmen muss.
Achten Sie daher bei der Anmeldung auf die korrekte Termin – Raum Kombination.

Der Übungsbetrieb startet am Montag, den 16.11.2020.

Praktische Übungen:

Die Anmeldung zu den praktischen Übungen erfolgt von Dienstag, 2.2.2021, 16:00 Uhr bis Donnerstag, 25.2.2021, 23:59 Uhr über: mein Campus.
Nähere Informationen zu den Gruppen sind auf StudOn zu finden.

Klausur:

Ort und Zeit der Klausur werden noch bekannt gegeben.
Anmeldezeitraum: 30. November 2020 (0.01 Uhr) bis 13. Dezember 2020 (23.59 Uhr). Nähere Informationen finden Sie auf der Seite des Prüfungsamtes.

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.