Kurs:Wie funktioniert eigentlich ein Computer/Vorbereitung
Liste guter Referatsthemen / Posterthemen
Bei den Referaten und Postern arbeiten wir mit Hilfe der beiden Bücher Technische Informatik von Schiffermann; Schmitz (2004). Springer Verlag.. Das wissen dieser Bücher ist jedoch (in leicht abgewandelte Form) frei im Internet und auf Wikipedia verfügbar, so dass die Bücher nicht angeschafft werden müssen.
Die Idee hinter den Referaten ist es Top Down vorzugehen. In diesem Sinne ist eine Diode ein essentieller Bestandteil eines Prozessors den man verstehen sollte um den Prozessor zu verstehen. Trotzdem kann man bei einem Prozessor schon einiges verstehen auch wenn man die Diode nur als Blackbox hin nimmt.
Insbesondere werden die Referate und Poster nicht in der Reihnfolge im Kurs bearbeitet in der sie hier auf der Seite stehen sondern wir werden das zu den praktischen Übungen ergänzen und uns ein wenig Flexibilität einräumen.
Format / Umfang und Form der Referate und Poster : Grundsaetzlich gelten die Tipps und Hinweise von Manfred Lehn: http://www.mathematik.uni-mainz.de/Members/lehn/le/seminarvortrag Das Ziel ist es, dass ihr schon vor Akademiebeginn Experten zu einem der folgenden Themen werdet. Wir erwarten, dass ihr ein Poster in A1 digital anfertigt und auf diesem Poster euer Thema so aufbereitet, dass ihr waehrend der Akademie das Poster jemandem aus dem Kurs, der während unserer Postersession vorbei kommt, erklären könnt. Dazu kann (muss aber nicht) auch eine kleine Präsentation am Computer gehören.
Grundlagen Signal/Schalter Bearbeiten
- Was ist ein Signal?
- Was ist ein Schalter? (achtung nicht verwechseln mit: w:Schalter_(Elektrotechnik))
- Wie funktioniert der Takt in einem Computer?
Computer: Komponenten Bearbeiten
Da wir verstehen wollen wie ein Computer funktioniert, benötigen wir eine Übersicht der Bauteile. Hinzu kommt die Beschreibung von Aufgabe und Interaktion dieser Bauteile.
Geschichte des Computers Bearbeiten
Historische Entwicklung des Computers.
Prozessor Bearbeiten
Der Prozessor ist das Herzstück des Computers. Das Referat gibt eine Übersicht der Komponenten und den Informationsfluss innerhalb und außerhalb des Prozessor.
Stichworte:
- Aufbau/Elemente
- Von Neumann Architektur
- Wie wird ein Programm ausgeführt ? Microsteuerwerk
Leitwerk Bearbeiten
Was ist die Aufgabe des Leitwerks innerhalb eines Prozessors?
- Operationscode (Opcode)
- Befehlsregister, w:Programmzähler, zyklische Abarbeitung
- Datentransfer
Prozessorregister Bearbeiten
- Register: Arten und Funktion innerhalb des Prozessors (http://www.youtube.com/watch?v=OfxYoQn7uJ4).
- w:Stackpointer#Mikroprozessoren:Stackpointer
- Unterprogramme
- (Einfache) Interrupts
Rechenwerk Bearbeiten
Bestandteile des Rechenwerks und deren Funktionsweise.
- Arithmetisch-logische Einheit (ALU) (http://www.youtube.com/watch?v=UsK5KV1FPmA)
- Registerblock
- Shifter (http://www.youtube.com/watch?v=1oS77lrA5qQ)
- Statusregister (englisch), (deutsch)
- Buch 2, Kapitel 2.1
Integrierte Schaltkreise (Integrated circuit) Bearbeiten
Transistor - Transistor Logik Bearbeiten
Wie bildet man UND und ODER Gatter mit Transistoren?
- http://www.youtube.com/watch?v=FvdgxOAjJ_U
- series of video lectures from india: http://nptel.iitm.ac.in/video.php?subjectId=108106069
Transistor Bearbeiten
- Buch 1, Kapitel 2.4
- Insbesondere der w:Bipolartransistor
- http://www.youtube.com/watch?v=3WftQdffkgM Funktionsweise eines Transistors
- http://www.youtube.com/watch?v=8sj3wbThjs0 (Beitrag aus BR über den Transistor. Technisch weniger interessant. Dafür jedoch geschichtlich spannend.)
- http://www.youtube.com/watch?v=Jfg_J9RcPFc (tansistoren erklaert)
Diode Bearbeiten
- Buch 1, Kapitel 2.1 und 2.2
Externer I/O Bus Bearbeiten
I/O-Bus des Prozessors für die Kommunikation mit periphären Geräten
- w:Systembus und w:Bus_(Datenverarbeitung) (Insbesondere auch die englischen Artikel)
- Speicherdirektzugriff (DMA), siehe auch [1]
Kommunikationsarten Bearbeiten
Beispiel: USB
Flüchtige Speicherbausteine Bearbeiten
- Aufbau und Funktion von Flipflops, siehe auch: [2] und [3]
- w:de:Arbeitsspeicher
- w:de:Kategorie:Speichermodul
- http://www.gamedev.net/topic/599592-memory-access-and-cpu-cycles
Magnetische Speicherverfahren Bearbeiten
- mindestens eines der Beispiele ausfuührlich: Bandspeicher, Festplatte oder Diskette
- Magnetische Speicherung
- Buch 1, Kapitel 1.4.7
Signalverarbeitung Bearbeiten
Buch 1, Kapitel 1.7
- Aufbau Coaxialkabel
- Stehende Welle
- Reflektion / Rauschen
- Ausbreitungsgeschwindigkeit / Übertragungsgeschwindigkeit
- Dämpfungseffekte
- ggf. Aufbau Glasfaserkabel