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25.08.2014
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! [...]
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:Martin Schindewolf
Übungen:Oliver Mattes

Wichtige Termine

Zur Klausur

Klausur im Wintersemester 2012/13

Klausureinsicht

Die Klausureinsicht zur Klausur Rechnerstrukturen findet am Freitag, den 24.05.2013, von 13:00 bis 13:30 Uhr im Raum G21, 2.OG, Technologiefabrik (Geb 07.21) statt.
Bitte vergessen Sie Ihren Studentausweis nicht! Eine Fremdeinsicht kann nur nach Vorlage einer unterschriebenen Vollmacht mit Namen und Matrikelnummer des zu vertretenden gewährt werden. Sollten Sie am Termin der Einsicht verhindert sein und keine Vertretung haben, dann vereinbaren Sie bitte per E-Mail an schindewolf@kit.edu einen Ausweichtermin.

Sollten Sie zum zweiten Mal durch die Prüfung gefallen sein und eine mündliche Nachprüfung ablegen müssen, kontaktieren Sie Herrn Prof. Karl bis zum 31.05.2013 wegen eines Prüfungstermins!

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

Standardwerke:
  • Th. Ungerer: Mikroprozessortechnik - Architektur und Funktionsweise superskalarer Mikroprozessoren. Thomsons Aktuelle Tutorien Band 11, Thomson-Verlag, 1995.
  • 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
Weiterführende Literatur:
  • P.J. Ashenden: VHDL Cookbook, Juli 1990 (online verfügbar)
  • D. Culler, J.P. Singh, A. Gupta: Modern Parallel Computer Architecture. Morgan Kaufmann, 1999.
  • K. Hwang, Z. Xu: Scalable Parallel Computing - technology, architecture, programming.  McGraw-Hill, New York, 1998.
  • Th. Ungerer: Parallelrechner und parallele Programmierung. Spektrum-Verlag 1997.

Folien zur Vorlesung

Inhalt Vorlesungsfolien
Foliensatz 1 RS12-FS01.pdf
Foliensatz 2 RS12-FS02.pdf
Foliensatz 3 RS12-FS03.pdf
Foliensatz 4 RS12-FS04.pdf
Foliensatz 5 RS12-FS05.pdf
Foliensatz 6 RS12-FS06.pdf
Foliensatz 7 RS12-FS07.pdf
Aktualisierte Terminliste RS12-Termine.pdf

Zur Übung

An folgenden Tagen findet anstelle der Vorlesung eine Übung zum angegebenen Thema statt (vorläufige Termin- und Themenplanung, Abweichungen aus aktuellem Anlaß möglich):

Datum Betreuer Thema Aufgaben Lösungen
26.04.2012 David Kramer Fragen des Rechnerentwurfs: Fertigung und Hardwareentwurf X X
10.05.2012 Martin Schindewolf Low-Power-Entwurf und Leistungsbewertung X X
29.05.2012 Martin Schindewolf Fehlertoleranz und Sprungvorhersage X X
19.06.2012 Martin Schindewolf Pipelining und Superskalartechniken X X
21.06.2012 Oliver Mattes Parallelismus und Parallele Programmierung X X
28.06.2012 Oliver Mattes Verbindungsstrukturen und Vergleich von Parallelrechnern X X
10.07.2012 Martin Schindewolf Cache-Kohärenz X --
17.07.2012 Martin Schindewolf Vektorrechner X --
Das Kubuntu-Virtualbox-Image mit installiertem SimpleScalar können Sie hier herunterladen. Achtung es sind 1,6 GB. Bitte beachten Sie die im Archiv enthaltene readme.txt. In dem Image sind die Übungsprogramme bereits enthalten.

Alte Klausuren


Folien des vorherigen / nächsten Semesters