Qualifikationsziele: Die Studierenden kennen2 einzelne grundlegende Architekturmerkmale von Rechnersystemen und Rechner auf Assembler-Ebene und können systemnah programmieren3. Sie beurteilen6 Vor- und Nachteile einzelner Mechanis-men zur Ein-/Ausgabesteuerung (PIO vs. DMA, polling vs. Interrupt) und beschreiben4 die Interaktionen der Archi-tekturmerkmale in Mehrkern- und Mehrprozessorsystemen und ausgewählte Möglichkeiten der Beschleunigung von Rechnersystemen, bewerten diese grundlegend6 und nutzen5 sie für eigene (systemnahe) Programmierung.

Inhalte: Studierende erarbeiten sich grundlegende Rechnerarchitekturen insbesondere Harvard-/von-Neumann-Architek-tur, RISC/CISC Mikroarchitektur, Mikroprogrammierung und Befehlssatzarchitektur. Sie erlernen und üben den Um-gang mit ausgewählten Pipelines und erarbeiten sich hier auch die Einbeziehung von Sprungvorhersage, VLIW und Superskalarität. Des Weiteren erlernen sie das Konzept der Speicherhierarchie inkl. Caches, erarbeiten sich das Konzept Virtuellen Speichers und diskutieren einzelne Speicherschutzmechanismen sowie den Umgang mit Multikern- und Multiprozessorsystemen. Zudem erlernen sie grundlegende interne Zahlendarstellungen, Rechner-arithmetik und Datenrepräsentation im Rechner und üben die Umrechnung von Daten in verschiedene Darstel-lungsformate. Studierende erarbeiten sich darüber hinaus Grundlagen der Assembler-Programmierung und lösen selbstständig in Kleingruppenarbeit ausgewählte Aufgabenkomplexe u.a. zu Zahldarstellungen, Arithmetik und Konvertierung von Datentypen.