t.BA.XX.CT2.10HS (Computertechnik 2) 
Modul: Computertechnik 2
Diese Information wurde generiert am: 30.11.2023
Nr.
t.BA.XX.CT2.10HS
Bezeichnung
Computertechnik 2
Veranstalter
T InES
Credits
4

Beschreibung

Version: 7.0 gültig ab 01.02.2022
 

Kurzbeschrieb

 Das Modul umfasst Speicherhierarchien mit ihren Auswirkungen auf die Software. Zudem lernen die Studierenden die Funktion und Anwendung von grundlegenden Peripherieschaltungen. Softwaretechniken zur Strukturierung und Ablaufsteuerung von Programmen bilden einen weiteren Schwerpunkt.

Modulverantwortung

 Rüst Andreas (ruan)

Lernziele (Kompetenzen)
Ziel Kompetenzen Taxonomiestufen
Sie verstehen den Aufbau und die Funktionsweise eines Microcontrollers. Sie können Zeitverlaufsdiagramme eines Systembusses interpretieren, Adressdekodierungen verstehen und in eigenen Programmen auf Kontroll- und Statusregister zugreifen. F, M K2, K3
Sie können eine Übersicht über die wichtigsten Speichertypen geben, externe Speicherbausteine anschliessen und eine typische Speicherhierarchie erklären. Sie können die Aufgaben und die Funktion von Cache und Virtual Memory erklären und die Auswirkungen auf Software abschätzen. F, M K2, K3
Sie können die Funktionen grundlegender Peripherie von Microcontrollern beschreiben und können diese in eigenen Programmen sowohl direkt als auch mittels Hardware Abstraction Layer verwenden. Sie können externe Peripherie mittels serieller Kommunikation (UART, SPI, I2C) ansteuern. F, M K2, K3
Sie kennen grundlegende Konzepte zur Ablaufsteuerung eines Programms mit und ohne Betriebssystem. Sie können eine Problemstellung als Software State-Machine modellieren und umsetzen. Sie kennen Methoden zur Detektion von Ereignissen und können diese bzgl. Performance und Latenz analysieren. F, M K2, K3, K4

Modulinhalte

 Das Modul zeigt den Ausbau eines Prozessors zu einem vollständigen Computer System. Dies umfasst einerseits Speicherhierarchien, Cache und Virtual Memory mit ihren Auswirkungen auf die Software. Andererseits lernen die Studierenden die Funktion und Anwendung von grundlegenden Peripherieschaltungen. Softwaretechniken zur Strukturierung und Ablaufsteuerung von Programmen bilden einen weiteren Schwerpunkt.

Vom Prozessor zum System
  • Aufbau eines Microcontrollers
  • Funktionsweise Systembus
  • Memory Map und Adressdekodierung
  • Funktion und Verwendung von Kontroll- und Statusregistern 

Speicherhierarchien
  • Speichertechnologien: Volatile (SRAM, DRAM) vs. non-volatile (ROM, Flash, EEPROM)
  • Anschluss von externen Speicherbausteinen
  • Speicherhierarchien
  • Cache: Temporal and Spatial Locality, Auswirkungen auf die Software
  • Virtual Memory, Paging 

Einsatz von Peripherieschaltungen
  • Anschluss von IOs über GPIO
  • Serieller Datentransfer: UART / SPI / I2C
  • Timer / Counter und ihre Anwendungen
  • Analog Digital Converter (ADC)
  • Hardware Abstraction 

Ablaufsteuerung von Programmen
  • Strukturierung eines Programmes in Module
  • Software State-Machines (State-Event Model)
  • Erkennen von Events: Polling vs. Interrupt-driven IO
  • Interrupt Performance und Latency
  • Threads und Scheduling 

Hardwarenahe Programmierpraktika
  • Arbeiten mit Cross-Compiler, Linker, Loader und Debugger

Lehrmittel/Materialien

 In Moodle verfügbar:
  • Vorlesungsfolien
  • Praktikumsanleitungen
  • Übungen
  • Data Sheets und User Manual

Ergänzende Literatur

  

Zulassungs-voraussetzungen 

 Erfolgreiches Bestehen von CT1

Unterrichtssprache

 (X) Deutsch ( ) Englisch

Teil des Internationalen Profils

 ( ) Ja (X) Nein

Modulausprägung

 Typ 3a
  Details siehe unter: T_CL_Modulauspraegungen_SM2025

Leistungsnachweise
Bezeichnung Art Form Umfang Bewertung Gewichtung
Leistungsnachweise während Studiensemester Klausur





Praktika		 schriftlich (Papier oder Moodle)


Praktisches Programmieren		 45 Min





12 Stück		 Benotung


Gemäss Vorgabe des Dozierenden		 15%





15%
Semesterendprüfung Klausur schriftlich (Papier oder Moodle) 90 Min Note 70%

Bemerkungen

 Obligatorische Klausur:
  • Termin während des Semesters gemäss Vorgabe des Dozierenden
  • Abmeldungen sind nur in vorgängig begründeten Ausnahmefällen oder in Notfällen mit Arztzeugnis möglich. In solchen Fällen wird die Klausur nachgeholt. Die Nachprüfung kann mündlich erfolgen.
  • Bei unentschuldigtem Fernbleiben wird die Klausur mit der Note 1 bewertet.

Praktikumsbewertung:
  • Benotung gemäss Präsenz und erfolgreich absolvierter Praktika
  • Praktikumslösungen müssen vorgeführt und erklärt werden.

Semesterendprüfung:
  • Schriftliche Prüfung / Moodle, Dauer: 2 Lektionen
  • Open book
  • Geprüft wird der in Theorie und Praktika behandelte Stoff.

Rechtsgrundlage

 Die Modulbeschreibung ist neben Rahmenprüfungsordnung und Studienordnung Teil der Rechtsgrundlage. Sie ist verbindlich. Eine in der ersten Unterrichtswoche des Semesters schriftlich festgehaltene und kommunizierte Modulvereinbarung kann die Modulbeschreibung präzisieren. Die Modulvereinbarung ersetzt nicht die Modulbeschreibung.

Hinweis

Kurs: Computertechnik 2 - Praktikum
Nr.
t.BA.XX.CT2.10HS.P
Bezeichnung
Computertechnik 2 - Praktikum

Hinweis

  • Für das Stichdatum 01.08.2099 ist kein Modulbeschreibungstext im System verfügbar.
Kurs: Computertechnik 2 - Vorlesung
Nr.
t.BA.XX.CT2.10HS.V
Bezeichnung
Computertechnik 2 - Vorlesung

Hinweis

  • Für das Stichdatum 01.08.2099 ist kein Modulbeschreibungstext im System verfügbar.