[Universität Karlsruhe, Institut für Rechnerentwurf und
Fehlertoleranz]

Vorlesung Rechnerstrukturen im Sommersemester 2003

Die Webseite vom SS 2002 finden Sie hier.

Neues auf dieser Seite (zuletzt aktualisiert am 19.3.2004)

19.3.2004	Musterlösung der Klausur vom 31.7.2003
18.2.2004	Klausuranmeldung für die Klausur am 29.3.2004: Die Formulare zur Anmeldung können im orangen Kasten im Erdgeschoss des Gebäudes 20.20 abgegeben werden. Anmeldeschluss: 23.3.2004!
29.10.2003	Weitere Termine für die Klausureinsicht: Mittwoch 5.11.2003, 10 - 12 Uhr (Buchstabe A - K), Donnerstag 6.11.2003, 10 - 12 Uhr (Buchstabe L - Z), Raum 267, Geb. 20.20
22.10.2003	Ergebnisse der Klausur finden Sie hier. Die Einsicht in die Klausur findet am Dienstag, 28.10.2003 von 14:00 - 15:00 Uhr im Raum 267 im Geb. 20.20 statt.
29.07.2003	Hörsaaleinteilung für die Klausur
03.7.2003	Klausuranmeldung
18.6.2003	Neue Termine für Vorlesungen und Übungen (bitte beachten)
17.6.2003	Folien aktualisiert
01.08.2002-22.04.2002	Zurückliegende Änderungen.

Übersicht

        Vorlesung
                Einführung
                Literatur
                Folien zur Vorlesung
        Übungen
                Termine, Übungsblätter und Lösungen
                Übungsblätter früherer Semester
        Klausur
                Termine
                Klausuren früherer Semester

Vorlesung

Offizielle Informationen der Fakultät zur Vorlesung gibt es im i3v.

Die Kernvorlesung "Rechnerstrukturen" gibt einen Überblick über die Organisationsprinzipien und Hardware-Strukturen heutiger Rechner. Zunächst werden grundlegende Kenntnisse der Rechnertechnologie, des Rechnerentwurfs, der Leistungsmessung und Leistungsbewertung vermittelt. Danach werden Prozessortechniken von der grundlegenden von-Neumann-Architektur bis hin zu den heutigen superskalaren Mikroprozessoren vorgestellt. Bei der Organisation eines Mikroprozessors stehen die Nutzung der Parallelität auf der Befehlsebene durch Befehls-Pipelining und Superskalar-Prinzip sowie die Verringerung der Zugriffszeit auf den Hauptspeicher durch eine Hierarchie von Cache-Speichern im Vordergrund. Bei den Parallelrechnern werden auch andere Arten der Parallelität genutzt. Dazu gehören die Parallelität auf der Suboperationsebene bei den Vektorrechnern, die Datenparallelität bei den Feldrechnern und die Parallelität auf Prozessebene bei den Multiprozessoren. Alle drei Parallelrechnerklassen werden in ihren Grundprinzipien und anhand von Beispielen vorgestellt.

Neben der Erhöhung der Rechengeschwindigkeit spielt die Verbesserung der Zuverlässigkeit und Sicherheit eine große Rolle. Dies lässt sich durch Einführung von Redundanz auf den verschiedenen Architektur- und Implementierungsebenen erreichen. Es werden einfache Verfahren zur Fehlerdiagnose und Fehlermaskierung vorgestellt und im Hinblick auf die Verbesserung der Verfügbarkeit bewertet.

Literatur

aus dem Institut für Rechnerentwurf und Fehlertoleranz:

Th. Ungerer: Parallelrechner und parallele Programmierung. Spektrum-Verlag 1997.
Th. Ungerer: Mikroprozessortechnik - Architektur und Funktionsweise superskalarer Mikroprozessoren. Thomsons Aktuelle Tutorien Band 11, Thomson-Verlag, 1995.

Standardwerk:

J.L. Hennessy, D. Patterson: Computer Architecture: A Quantitative Approach. Morgan Kaufmann, 2. Auflage, 1996.

weitere Literatur:

D. Culler, J.P. Singh, A. Gupta: Modern Parallel Computer Architecture. Morgan Kaufmann, 1999.
U. Bringschulte, T. Ungerer: Microcontroller und Mikroprozessoren, Springer-Verlag Heidelberg, 2002
K. Hwang, Z. Xu: Scalable Parallel Computing - technology, architecture, programming. McGraw-Hill, New York, 1998.
P. Ashden: VHDL Cookbook (online verfügbar). Juli 1990.

Folien zur Vorlesung

Datum	PDF	PS (6 Folien/Seite)
Mi, 30.04.2003	RS03-VL01.pdf	RS03-VL01.ps
Mi, 07.05.2003	RS03-VL02.pdf	RS03-VL02.ps
Mi, 14.05.2003	RS03-VL03.pdf	RS03-VL03.ps
Do, 15.05.2003	RS03-VL04.pdf	RS03-VL04.ps
Mi, 21.05.2003	RS03-VL05.pdf	RS03-VL05.ps
Mi, 28.05.2003	RS03-VL06.pdf	RS03-VL06.ps
Do, 05.06.2003	RS03-VL07.pdf	RS03-VL07.ps
Mi, 11.06.2003	RS03-VL08.pdf	RS03-VL08.ps
Mi, 18.06.2003	RS03-VL09.pdf	RS03-VL09.ps
Mi, 25.06.2003	RS03-VL10.pdf	RS03-VL10.ps
Do, 26.06.2003	RS03-VL11.pdf	RS03-VL11.ps
Mi, 02.07.2003	RS03-VL12.pdf	RS03-VL12.ps
Do, 03.07.2003	RS03-VL13.pdf	RS03-VL13.ps
Mi, 09.07.2003	RS03-VL14.pdf	RS03-VL14.ps
Mi, 16.07.2003	RS03-VL15.pdf
Mi, 23.07.2003	RS03-VL16.pdf

Übungen

Offizielle Informationen der Fakultät zu den Übungen gibt es im i3v.

Termine

An folgenden Tagen findet an Stelle der Vorlesung eine Übung zum angegebenen Thema statt:

Datum	Betreuer	Thema	Übungsblatt	Lösung
Do, 08.05.2003
Do, 22.05.2003	Uwe Zimmermann	Leistungsbewertung, VHDL	Übung1.pdf	Lösung1.pdf
Do, 12.06.2003	Frank Beeh	Pipelining, RISC, Sprungvorhersage	Übung2.pdf	Lösung2.pdf
Do, 10.07.2003	Dirk Osswald	Cache, Speicherverwaltung	Übung3.pdf	Lösung3.pdf
Do, 17.07.2003	Frank Beeh	MESI-Protokoll, Verbindungsstrukturen, Leistungsfähigkeit von Multiprozessoren	Übung4.pdf	Lösung4.pdf
Do, 24.07.2003	I. Tchouchenkov	Fehlertoleranz	Übung5.pdf	Lösung5.pdf

Übungsblätter früherer Semester

Sommersemester 1995	Pipelining (Lösung)	Cache (Lösung)	RISC (Lösung)	Vektorrechner (Lösung)	Verbindungsnetzwerke (Lösung)
Sommersemester 1996	VHDL (Lösung)	RISC (Lösung)	Cache (Lösung)	Vektorrechner (Lösung)	Zuverlässigkeit (Lösung)
Sommersemester 1997	VHDL (Lösung)	RISC (Lösung)	Cache (Lösung)	Vektorrechner (Lösung)	Zuverlässigkeit (Lösung)
Sommersemester 1998	VHDL (Lösung)	RISC (Lösung)	Cache (Lösung)	Vektorrechner (Lösung)	Zuverlässigkeit (Lösung)
Sommersemester 1999	VHDL (Lösung)	RISC (Lösung)	Cache (Lösung)	Verbindungsstrukturen (Lösung)	Vektorrechner (Lösung)	Zuverlässigkeit (Lösung als Postscript-Datei)
Sommersemester 2000	VHDL (Lösung)	RISC (Lösung)	Cache (Lösung)	Verbindungsstrukturen (Lösung)	Fehlertoleranz (Lösung)
Sommersemester 2001	VHDL (Lösung)	RISC (Lösung)	Cache (Lösung)	Verbindungsstrukturen (Lösung)	Fehlertoleranz (Lösung)

Klausur im Wintersemester 2003/2004

Termin

Die Klausur findet am Montag, den 29.3.2004 um 09:00 Uhr statt. Es sind keine Hilfsmittel zugelassen. Der Studentenausweis ist mitzubringen.

Anmeldung

Die Formulare zur Anmeldung können im orangen Kasten im Erdgeschoss des Gebäudes 20.20 abgegeben werden. Anmeldeschluss: 23.3.2004!

Hörsaaleinteilung zur Klausur am 29.3.2004:

Klausuren früherer Semester

Sommersemester 95	Aufgabenblätter		Musterlösung
Wintersemester 95/96	Aufgabenblätter		Musterlösung
Sommersemester 96	Aufgabenblätter	Lösungsblätter	Musterlösung
Wintersemester 96/97	Aufgabenblätter	Lösungsblätter	Musterlösung
Sommersemester 97	Aufgabenblätter	Lösungsblätter	Musterlösung
Wintersemester 97/98	Aufgabenblätter	Lösungsblätter	Musterlösung
Sommersemester 98	Aufgabenblätter	Lösungsblätter	Musterlösung
Wintersemester 98/99	Aufgabenblätter	Lösungsblätter	Musterlösung
Sommersemester 99	Aufgabenblätter	Lösungsblätter	Musterlösung
Wintersemester 99/00	Aufgabenblätter	Lösungsblätter	Musterlösung
Sommersemester 2000	Aufgabenblätter	Lösungsblätter	Musterlösung
Wintersemester 2000/01	Aufgabenblätter	Lösungsblätter	Musterlösung
Sommersemester 2001	Aufgabenblätter	Lösungsblätter	Musterlösung
Wintersemester 2001/02	Aufgabenblätter	Lösungsblätter	Musterlösung
Sommersemester 2002	Aufgabenblätter	Lösungsblätter	Musterlösung
Wintersemester 2002/2003	Aufgabenblätter	Lösungsblätter	Musterlösung
Sommersemester 2003	Aufgabenblätter	Lösungsblätter	Musterlösung