Die Studierenden verstehen den Aufbau digitaler Schaltkreise und Rechnersysteme und verfügen über Kenntnisse der grundlegenden technologischen Parameter, Kriterien, Voraussetzungen und Entwicklungen des derzeitigen und zukünftig zu erwartenden Entwurfs digitaler Hardware. Sie verstehen die Grundkonzepte aktueller Rechnerarchitekturen und des Ablaufs von Programmen hierauf. Am Ende der Veranstaltung sollen die Studierenden in der Lage sein, Rechnerarchitekturen zu analysieren, einzelne Hardwarekomponenten von Rechnern zu verstehen, sie zu entwerfen und zu optimieren sowie qualifiziert die Eigenschaften grundlegender Entwurfsalternativen zu diskutieren.

**Fachkompetenzen** Die Studierenden:
- identifizieren die wesentlichen Komponenten von digitalen Schaltkreisen und Digitalrechnern
- erkennen den Wert hierarchischer und abstrakter Beschreibungen von Hardwaresystemen
- benennen die grundlegenden Parameter, Kriterien, Voraussetzungen und Entwicklungen des derzeitigen und zukünftig zu erwartenden Hardware-Entwurfs basierend auf der technologischen Entwicklung
- beschreiben die Grundkonzepte aktueller Rechnerarchitekturen und des Ablaufs von Programmen hierauf

**Methodenkompetenzen** Die Studierenden:
- analysieren Rechnerarchitekturen anhand einzelner Komponenten
- entwerfen und optimieren einzelne Komponenten von Rechnern
- transferieren systematische Methoden des Schaltkreisentwurfs auf neue Problemstellungen

**Sozialkompetenzen** Die Studierenden:
- konstruieren einfache digitale Schalktkreise in der Gruppe
- vermitteln die Wirkungsweise der wesentlichen Komponenten von Digitalrechnern an andere

Dieses Modul ist der erste Teil der zweisemestrigen Einführung in die Technische Informatik. Es erläutert die Konstruktionsprinzipien eines Rechners von der Ausführung eines einfachen Programms auf einer Instruction Set Architecture über die grundlegenden Techniken zur Spezifikation, Konstruktion und Optimierung der einzelnen Bestandteile eines Rechners zu den Basiskomponenten wie Gattern, Flipflops und Registern. Typische Beispiele kombinatorischer Schaltungen, wie z.B. Addierer, dienen zur Illustration modularer Entwurfstechniken. Weitergehende Entwurfstechniken werden bei sequentiellen Schaltungen, also Schaltungen mit Speicherverhalten, diskutiert und anhand von Beispielschaltungen verdeutlicht.

- Skript zur Vorlesung - Schiffmann, W.; Schmitz, R. (2001): Technische Informatik I, II, Übungsbuch; Springer Verlag, Berlin. - Dal Cin, M. (1996): Rechnerarchitektur; B.G. Teubner. - Lagemann, K. (1987): Rechnerstrukturen; Springer-Verlag, Berlin. - Oberschelp, W.; Vossen, G. (1989): Rechneraufbau und Rechnerstrukturen; Oldenbourg-Verlag. - Mano, Morris M.( 1993): Computer System Architecture 3; Prentice Hall. - Gajski, D.(1997): Principles of Digital Design; Prentice Hall. - Patterson, D.A.; Hennessy, J.L. (1997): Computer Organization and Design: - The Hardware/Software Interface; 2. Edition; Morgan Kaufmann Publishers. - Wilkinson, B. (1996): Computer Architecture Design and Performance; 2. Edition; Prentice Hall. - Tanenbaum, A.S.(1999): Structured Computer Organization; 4. Edition; Prentice Hall.

Klausur oder mündliche Prüfung