Computersysteme

Wolfgang Schreiner

326.928, SS 2003
Freitag, 10:15-11:45, HS 8
Beginn: 7. März (Termine)

Klausur

Ergebnisse Klausur 24. Oktober

Diese Vorlesung bietet einen Überblick über den Aufbau von Computersystemen. Grundgedanke ist, dass ein Computer als eine Hierarchie von Schichten verstanden werden kann, von denen jede eine wohldefinierte Funktion erfüllt. Für die Konstruktion jeder Schicht ist nur wichtig, welche Funktion die unmittelbar darunter liegende Schicht zur Verfügung stellt, nicht aber wie die darunter liegende Funktion selbst wieder implementiert ist. Jede Schicht bildet daher eine bestimmte Abstraktionsstufe für das Verständnis des Systems.

Nach einer Einführung in die Organisation von Computersystemen werden wir die Schichten von unten nach oben behandeln:

Digitale Logik: die Verwendung von Hardware zur Realisierung von Rechenfunktionen.
Mikroarchitektur: die Implementierung des Befehlssatzes in einem Prozessor.
Befehlssatzarchitektur: die grundlegenden Operationen in einem Computer.
Betriebssystem: die Ergänzung des Befehlssatzes durch weitere Dienstleistungen.
Assemblersprache: die Erzeugung von ausführbaren Programmen aus textuellen Beschreibungen.

Die letzte Schicht stellt die Grundlage für einen Compiler dar, der ein Quellprogramm in einer Hochsprache in ein Assemblerprogramm übersetzt. Wir beschließen die Vorlesung mit einer kurzen Einführung in Computernetzwerke, die heute isolierte Computersysteme zu weltweit verteilten Systemen zusammenschließen.

Folien und elektronische Präsentationen

Die Folien stehen spätestens eine Woche vor der Vorlesung im Web; es wird empfohlen, sie (4 Folien auf 1 Seite) auszudrucken und zum Mitlesen und Annotieren zu verwenden. Vor Abspielen der elektronischen Lehrpräsentationen lesen Sie bitte die Erklärungen und beherzigen Sie diese. Wenn Sie nach dem Anklicken einer Präsentation nach Benutzername und Password gefragt werden, geben Sie bitte

Benutzername: Vorname Nachname
Passwort: Matrikelnummer

ein. Diese Daten dienen zur Protokollierung und damit zur Feststellung, ob die Lehrpräsentationen auch tatsächlich Verwendung finden (siehe Erklärung in der Vorlesung).

Computer Systems: Einführung und geschichtlicher Überblick.
Präsentation 1 (Flash, Real)
Präsentation 2
Binary Numbers: Die Arithmetik mit binären ganzen und Gleitkomma-Zahlen.
Präsentation 1 (Ohne Real-Stream)
Präsentation 2 (Ohne Real-Stream)
Computer Systems Organization: Die Komponenten eines Computersystems.
Präsentation 1 (Prozessor) (Ohne Real-Stream)
Präsentation 2 (Hauptspeicher) (Ohne Real-Stream)
Präsentation 3 (Sekundärspeicher) (Ohne Real-Stream)
Präsentation 4 (Ein/Ausgabe-Geräte) (Ohne Real-Stream)
The Digital Logic Level: Die Ebene der digitalen Logik.
The Microarchitecture Level: Die Ebene der Mikroarchitektur.
The Instruction Set Architecture Level: Die Ebene der Befehlssatzarchitektur.
The Operating System Machine Level: Die Ebene des Betriebssystems.
The Assembly Language Level: Die Ebene der Assemblersprache.

Literatur

Die Vorlesung beruht im wesentlichen auf dem folgenden Buch, dem auch viele Abbildungen entnommen sind:

Andew S. Tanenbaum: Structured Computer Organization, Fourth Edition, Prentice-Hall, 1999.
Verlagsinformation, Web Seite, Amazon.de

Maintainer: Wolfgang Schreiner
Last Modification: May 19, 2004

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