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Rechnerarchitektur

Modulbezeichnung:
Bezeichnung des Moduls innerhalb des Studiengangs. Sie soll eine präzise und verständliche Überschrift des Modulinhalts darstellen.
Rechnerarchitektur
Modulbezeichnung (engl.): Computer Architecture
Studiengang:
Studiengang mit Beginn der Gültigkeit der betreffenden ASPO-Anlage/Studienordnung des Studiengangs, in dem dieses Modul zum Studienprogramm gehört (=Start der ersten Erstsemester-Kohorte, die nach dieser Ordnung studiert).
Produktionsinformatik, Bachelor, SO 01.10.2026
Code: PRI-RAR
SAP-Submodul-Nr.:
Die Prüfungsverwaltung mittels SAP-SLCM vergibt für jede Prüfungsart in einem Modul eine SAP-Submodul-Nr (= P-Nummer). Gleiche Module in unterschiedlichen Studiengängen haben bei gleicher Prüfungsart die gleiche SAP-Submodul-Nr..
P221-0037
SWS/Lehrform:
Die Anzahl der Semesterwochenstunden (SWS) wird als Zusammensetzung von Vorlesungsstunden (V), Übungsstunden (U), Praktikumsstunden (P) oder Projektarbeitsstunden (PA) angegeben. Beispielsweise besteht eine Veranstaltung der Form 2V+2U aus 2 Vorlesungsstunden und 2 Übungsstunden pro Woche.
2V+2P (4 Semesterwochenstunden)
ECTS-Punkte:
Die Anzahl der Punkte nach ECTS (Leistungspunkte, Kreditpunkte), die dem Studierenden bei erfolgreicher Ableistung des Moduls gutgeschrieben werden. Die ECTS-Punkte entscheiden über die Gewichtung des Fachs bei der Berechnung der Durchschnittsnote im Abschlusszeugnis. Jedem ECTS-Punkt entsprechen 30 studentische Arbeitsstunden (Anwesenheit, Vor- und Nachbereitung, Prüfungsvorbereitung, ggfs. Zeit zur Bearbeitung eines Projekts), verteilt über die gesamte Zeit des Semesters (26 Wochen).
5
Studiensemester: 2
Pflichtfach: ja
Arbeitssprache:
Deutsch
Studienleistungen (lt. Studienordnung/ASPO-Anlage):
Praktikum
Prüfungsart:
Klausur 90 min

[letzte Änderung 11.06.2024]
Verwendbarkeit / Zuordnung zum Curriculum:
Alle Studienprogramme, die das Modul enthalten mit Jahresangabe der entsprechenden Studienordnung / ASPO-Anlage.

PIB-RAR (P221-0037) Praktische Informatik, Bachelor, ASPO 01.10.2022 , 2. Semester, Pflichtfach
PIB-RAR (P221-0037) Praktische Informatik, Bachelor, SO 01.10.2026 , 2. Semester, Pflichtfach
PRI-RAR (P221-0037) Produktionsinformatik, Bachelor, SO 01.10.2023 , 2. Semester, Pflichtfach
PRI-RAR (P221-0037) Produktionsinformatik, Bachelor, SO 01.10.2026 , 2. Semester, Pflichtfach
Arbeitsaufwand:
Der Arbeitsaufwand des Studierenden, der für das erfolgreiche Absolvieren eines Moduls notwendig ist, ergibt sich aus den ECTS-Punkten. Jeder ECTS-Punkt steht in der Regel für 30 Arbeitsstunden. Die Arbeitsstunden umfassen Präsenzzeit (in den Vorlesungswochen), Vor- und Nachbereitung der Vorlesung, ggfs. Abfassung einer Projektarbeit und die Vorbereitung auf die Prüfung.

Die ECTS beziehen sich auf die gesamte formale Semesterdauer (01.04.-30.09. im Sommersemester, 01.10.-31.03. im Wintersemester).
Die Präsenzzeit dieses Moduls umfasst bei 15 Semesterwochen 60 Veranstaltungsstunden (= 45 Zeitstunden). Der Gesamtumfang des Moduls beträgt bei 5 Creditpoints 150 Stunden (30 Std/ECTS). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 105 Stunden zur Verfügung.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
Keine.
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
PRI-AE Automation Engineering


[letzte Änderung 22.11.2025]
Modulverantwortung:
Prof. Dr. Steffen Knapp
Dozent/innen: Prof. Dr. Steffen Knapp

[letzte Änderung 01.12.2022]
Lernziele:
Die Studierenden verstehen digitale Schaltungen (Schaltnetze, Schaltwerke) und sind in der Lage, sie zu analysieren und zu entwerfen.
Die  Studierenden haben den Aufbau, die Organisation und die Arbeitsweise eines Digitalcomputers erlernt. Sie sind in der Lage, die Architekturelemente eines Rechners auf Registerebene zu einer Beispielarchitektur zusammenzufügen.
Durch das Verständnis von Befehlsbearbeitung, Adressierungstechniken und Konzepten wie Pipelining und Caching haben die Teilnehmer das nötige Wissen erworben, um moderne Rechnerarchitekturen zu verstehen.

[letzte Änderung 26.11.2025]
Inhalt:
Teil I:
 0. Einführung
 1. Zahlendarstellung im Computer
 2. Schaltnetze
  2.1 Grundlagen
  2.2 Normalformen
  2.3 Minimierung von Schaltfunktionen
  2.4 Beispiele
 3. Schaltwerke
  3.1 Flip-Flops
  3.2 Register, Schieberegister
  3.3 Zähler
  3.4 Beispiele
  
Teil II:
 1. Von-Neumann-Architektur
 2. Speicherbausteine
 3. Ablaufsteuerung
 4. Mikroprogrammierung
 5. Instruktionssatz-Architektur
 6. Interruptbearbeitung
 7. RISC-Prozessoren
 8. Pipelining
 9. Caching


[letzte Änderung 26.11.2025]
Literatur:
Teil I:
Borgmeyer: Grundlagen der Digitaltechnik, Hanser-Verlag, 2001
Borucki: Grundlagen der Digitaltechnik, Teubner-Verlag, 2000
Beuth: Digitaltechnik, Vogel Verlag, 2003
Urbanski: Digitaltechnik, Springer Verlag, 2004
  
Teil II:
W. Schiffmann, R. Schmitz: Technische Informatik 2, Springer-Verlag, Berlin, 1999
K. Wüst, Mikroprozessortechnik, Vieweg-Verlag, , Braunschweig, 2003
H. Malz, Rechnerarchitektur, Vieweg-Verlag, Braunschweig, 2004
J. L. Hennessy, D. A. Patterson: Rechnerarchitektur Analyse, Entwurf, Implementierung und Bewertung, Vieweg-Verlag, Braunschweig, 2004
P. Herrmann : Rechnerarchitektur – Aufbau Organisation und Implementierung, Vieweg-Verlag, Braunschweig, 2000


[letzte Änderung 22.07.2024]
 
[Sat Nov 29 16:56:05 CET 2025, CKEY=pr, BKEY=pri2, CID=PRI-RAR, LANGUAGE=de, DATE=29.11.2025]