Inhalt:

Im Bereich Rechnerarchitektur wird ein Einstieg in die Funktionsweise und den Aufbau von Prozessor und Speicher gegeben. Die abgedeckten Themen umfassen Harvard- und Von-Neumann-Architektur, Rechnerarithmetik (Zahlen- und Datendarstellungen, Arithmetische Operationen), Mikroarchitektur (Register, Mikroprogrammierung, Pipelining, Sprungvorhersage), Befehlssatzarchitektur (RISC, CISC, Adressierung), Speicher (Speicherhierarchie, Cache, virtueller Speicher, Paging). In den Übungen werden Probleme mithilfe der Assemblersprache NASM gelöst.

Der Bereich Betriebssysteme gibt einen Überblick über die notwendigen bzw. heute anzutreffenden Komponenten, die ein Betriebssystem ausmachen und stellt die Aufgaben vor, die von einem Betriebssystem in der Regel übernommen werden. Die Themen umfassen Unterbrechungen (Interrupts), Systemaufrufe, Prozesse/Threads, Speicher (Fragmentierung, Paging, virtueller Speicher, MMU), Scheduling, Ein-/Ausgabe, Dateisysteme, Systemstart (Booting), Dienste, Sicherheit. In den Übungen wird in C programmiert.

Im Bereich Kommunikationssysteme wird eine Übersicht über die typische Netzwerkkommunikation gegeben und dabei alle notwendigen Schichten betrachtet. Die Themen sind hier: Vernetzung (Sockets, das Internet, Schichtenmodell, Protokolle, Geräte (Router, Switches)), Netzzugangsschicht (Physikalische Signale, Fehlererkennung, Pakete, Netzwerktopologien), Internetschicht (Routing, IP, Adressierung), Transportschicht (TCP, UDP, Verbindungsauf-/-abbau, Ports), Anwendungsschicht (DNS, E-Mail, World Wide Web), Netzwerksicherheit (Konzepte und Begriffe, Kryptographie, VPNs). Auch hier werden in den Übungen Programme in C entwickelt.

Literatur

  • Andrew S. Tannenbaum: Computerarchitektur, 5. Auflage, Pearson Studium, 2006
  • English: Andrew S. Tanenbaum (with contributions from James R. Goodman): Structured Computer Organization, 4th Ed., Prentice Hall International, 2005.

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