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18.09.2014
Die Anmeldung zu unseren Praktika und Seminaren im Wintersemester 2014/15 ist ab sofort möglich! [...]
25.08.2014
Die Ergebnisse der Klausur Rechnerstrukturen vom 6. August 2014 hängen am Schwarzen Brett im Flur B2 der Technologiefabrik, Geb. 07.21, aus! [...]
Informationen zur Anmeldung für mündliche Prüfungen! [...]

Rechnerstrukturen: Vorlesung mit Übung


Folien des vorherigen / nächsten Semesters

Der Zugriff auf die Folien ist ab sofort nur noch eingeschränkt über das KIT-Netzwerk oder per Passwort möglich, welches in der Vorlesung bekanntgegeben wurde.

Dozenten

Vorlesung:Prof. Dr. Wolfgang Karl
Übungsleitung:Oliver Mattes
Übungen:Thomas Becker

Wichtige Termine

Zur Klausur

Klausur im Sommersemester 2014

Die Ergebnisse der Klausur Rechnerstrukturen vom 6. August 2014 hängen im Foyer des Informatikgebäudes, als auch am Schwarzen Brett im Flur B2 der Technologiefabrik, Geb. 07.21, aus!

Wie bei der Klausur verkündet, wird der genaue Termin für die Einsicht hier bekanntgegeben, sobald dieser feststeht.

Zur Vorlesung

Inhalt:

Der Inhalt umfasst:

  • Einführung in die Rechnerarchitektur
  • Grundprinzipien des Rechnerentwurfs: Kompromissfindung zwischen Zielsetzungen, Randbedingungen, Gestaltungsgrundsätzen und Anforderungen
  • Leistungsbewertung von Rechensystemen
  • Parallelismus auf Maschinenbefehlsebene: Superskalartechnik, spekulative Ausführung, Sprungvorhersage, VLIW-Prinzip, mehrfädige Befehlsausführung
  • Parallelrechnerkonzepte, speichergekoppelte Parallelrechner (symmetrische Multiprozessoren, Multiprozessoren mit verteiltem gemeinsamem Speicher), nachrichtenorientierte Parallelrechner, Multicore-Architekturen, parallele Programmiermodelle
  • Verbindungsnetze (Topologien, Routing)
  • Grundlagen der Vektorverarbeitung, SIMD, Multimedia-Verarbeitung
  • Energie-effizienter Entwurf
  • Grundlagen der Fehlertoleranz, Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit, Sicherheit

Literatur

  • M. Dubois, M. Annavaram, P. Stenström: Parallel Computer Organization and Design. Cambridge University Press, 2012.
  • J.L. Hennessy, D. Patterson: Computer Architecture: A Quantitative Approach. Morgan Kaufmann, 3. Auflage, 2003.
  • U. Brinkschulte, T. Ungerer: Mikrocontroller und Mikroprozessoren. Springer-Verlag Heidelberg, 2002.
  • Th. Ungerer: Parallelrechner und parallele Programmierung. Spektrum-Verlag 1997.
  • P.J. Ashenden: VHDL Cookbook. Juli 1990 (online verfügbar).

Folien zur Vorlesung

Inhalt Vorlesungsfolien
Foliensatz 1 RS14-VL01.pdf
Foliensatz 2 RS14-VL02.pdf
Foliensatz 3 RS14-VL03.pdf
Foliensatz 4 RS14-VL04.pdf
Foliensatz 5 RS14-VL05.pdf
Foliensatz 6 RS14-VL06.pdf
Foliensatz 7 RS14-VL07.pdf
Foliensatz 8 RS14-VL08.pdf
Terminliste RS14-Termine.pdf

Anmerkungen und Errata
   Foliensatz 7wurde aktualisiert!

Zur Übung

  • An den in der Tabelle genannten Terminen findet anstelle der Vorlesung eine Übung zum angegebenen Thema statt.
  • Dies ist eine vorläufige Termin- und Themenplanung! Kurzfristige Abweichungen können aus aktuellem Anlaß möglich sein!

Datum Betreuer Thema Aufgaben Lösungen
24.04.2014 Oliver Mattes Fragen des Rechnerentwurfs: Fertigung und Hardwareentwurf X X
15.05.2014 Oliver Mattes Low-Power-Entwurf und Leistungsbewertung X X
03.06.2014 Oliver Mattes Fehlertoleranz und Sprungvorhersage X X
17.06.2014 Oliver Mattes Pipelining und Superskalartechniken X X
24.06.2014 Oliver Mattes Parallelismus und Parallele Programmierung X X
10.07.2014 Oliver Mattes Verbindungsstrukturen und Vergleich von Parallelrechnern X X
15.07.2014 Thomas Becker Cache-Kohärenz X X
17.07.2014 Oliver Mattes Vektorrechner X X

Anmerkungen und Errata
   Aufgabenblatt 4, Aufgabe 2Bitte beachten: Die Aufgabe 2 wurde in den Folien der Übung und der Musterlösung korrigiert!
Das Kubuntu-Virtualbox-Image mit installiertem SimpleScalar für das 3. Aufgabenblatt können Sie hier herunterladen. Achtung, Dateigröße 1,6 GB! Bitte lesen Sie sich die im Archiv enthaltene Datei readme.txt durch.

Alte Klausuren


Folien des vorherigen / nächsten Semesters