Bachelor: Geodata Science

203 - Computer Systems Fundamentals

Empfohlenes Studiensemester: 2

Turnus: Sommersemester

Sprachen: Deutsch

ECTS: 5

Prüfungsform: praP oder schrP oder mdlP, weitere Angaben siehe SPO und Studienplan

Lehrform und SWS: SU (2SWS), Pra (2SWS)

Gesamter Workload: 150 Stunden

Präsenzzeit: 30 Stunden Seminaristischer Unterricht, 30 Stunden Praktikum

Selbststudium: 90 Stunden

Modulverantwortung: Prof. Dr.-Ing. Martin Orehek (FK07)

Weitere Lehrende: Prof. Dr. Stefan Wallentowitz (FK07), Prof. Dr. Martin Hobelsberger (FK07)

Empfohlene Voraussetzung für die Teilnahme

Grundlegendes Verständnis von Informatik, der Informationsverarbeitung und Programmierung (z.B. erworben im Modul: Computational Thinking).

Lernziele

Fach- und Methodenkompetenz

Studierende lernen die Grundlagen des Aufbaus von Rechnersystemen und die Grundlagen der Netzwerkkommunikation.

Die Studierenden

  • erklären eine digitale Schaltung und können diese einordnen.
  • verstehen und erkennen die Unterschiede möglicher Varianten des Rechneraufbaus.
  • entwickeln Software auf Basis einer mittels Datenblätter beschriebenen HW Architektur.
  • beschreiben die verschiedenen Layer bei der Netzwerkkommunikation (ISO/OSI, TCP/IP-Schichten).
  • analysieren unterschiedliche Technologien für die Netzwerkkommunikation.
  • entwickeln verteilte Client-Server Anwendungen.

Überfachliche Kompetenz

  • Über Gruppenarbeiten werden kommunikative Kompetenzen gefördert.

Inhalt

  • Grundlagen der Digitaltechnik
  • Etablierte Rechnerarchitekturen (von Neumann vs. Harvard)
  • Speicherhierarchien
  • Grundlagen der Instruction Set Architecture (ISA) am Beispiel unterschiedlicher Plattformen (z.B. RISC-V, ARM)
  • Einführung verbreiteter SoC Komponenten und deren Ansteuerung (z.B. Memory Mapped IO, GPIO, UART)
  • ISO/OSI Modell mit etablierten Technologien (z.B. HTTP, TCP, UDP, IP, Ethernet)
  • Anwendung der Netzwerkkommunikation am Beispiel von verteilten Client-Server Anwendungen

Lehrmethoden und Lernformen

Tafel, Folien, Beamer, Lehr-/Lernvideos, Gastvorträge

Verwendbarkeit des Moduls

Bachelor Digital Engineering, Bachelor Geodata Science, Wahlpflichtmodul Bachelor Informatik und Design

Literatur

  • Hoffmann D. W. : Grundlagen der Technischen Informatik, Carl Hanser Verlag GmbH & Co. KG
  • Nisan N., Schocken S.: The elements of computing systems: building a modern computer from first principles, 1. MIT Press pbk. ed. Cambridge, Mass.: MIT Press.
  • Bryant R. E., O'Hallaron D. R.: Computer systems: a programmer's perspective, Third edition. Boston Columbus Hoboken Indianapolis New York San Francisco Cape Town: Pearson.
  • Patterson D. A., Hennessy J. L.: Computer organization and design: the hardware/software interface, RISC-V edition, Cambridge, Massachusetts: Morgan Kaufmann Publishers.
  • Kurose J. F., Ross K. W.: Computernetzwerke: Der Top-Down Ansatz, Pearson Studium
  • Tanenbaum A. S.: Computernetze, Pearson Studium
  • Badach A., Hoffmann E.: Technik der IP-Netze: Internet-Kommunikation in Theorie und Einsatz, München: Hanser
  • Weitere Literatur wird im Rahmen der aktuellen Veranstaltung bekannt gegeben.