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IT-Systeme: Hardware (DLMIMITSH01)

Kursnummer:

DLMIMITSH01

Kursname:

IT-Systeme: Hardware

Gesamtstunden:

150 h

ECTS Punkte:

5 ECTS

Kurstyp: Pflicht

Kursangebot : WS, SS

Course Duration : Minimaldauer 1 Semester

Zugangsvoraussetzungen:

keine

Kurskoordinator(en) / Dozenten / Lektoren:

Siehe aktuelle Liste der Tutoren im Learning Management System

Bezüge zu anderen Modulen:

Siehe Modulbeschreibung

Beschreibung des Kurses:

Der Kurs vermittelt das Verständnis der Funktionsweise computerbasierter Systeme und dient als Basis für die Kommunikation und Führung entsprechender Fachkräfte der Informationstechnologie. Er beschreibt die Logik, mit der digitale Computer arbeiten und die Technik der Herstellung digitaler Schaltkreise. Weiterhin erläutert er den Aufbau typischer Computersysteme und die Funktionsweise von Prozessoren, Speicherbausteinen und peripherer Ein- und Ausgabegeräte. Er vermittelt die Grundlagen der Nachrichtentechnik und stellt die Einsatzkriterien kabelgebundener und kabelloser Datenübertragungstechniken gegenüber. Auf dieser Grundlage werden kleine Server-Infrastrukturen, Großrechner und Supercomputer vorgestellt und Kenntnisse zum Aufbau und Betrieb von Rechenzentren vermittelt.

Kursziele:

Nach erfolgreichem Abschluss des Kurses sind die Studierenden in der Lage,

  • Rechnerarithmetik zu verstehen und auf logische Problemstellungen anzuwenden.
  • Bestandteile von Rechner-Systemen zu kennen und deren Funktionsprinzipien zu erklären.
  • Methoden der Datenübertragung zu differenzieren und deren konzeptionelle Unterschiede in der Anwendung zu bewerten.
  • Computernetztechnologien und deren Einsatzgebiete zu beurteilen.
  • Anforderungen für den Aufbau und den Betrieb von Rechenzentren zu kennen und zu beurteilen.

Lehrmethoden:

Die Lehrmaterialien enthalten Skripte, Video-Vorlesungen, Übungen, Podcasts, (Online-) Tutorien und Fallstudien. Sie sind so strukturiert, dass Studierende sie in freier Ortswahl und zeitlich unabhängig bearbeiten können.

Inhalte des Kurses:

1. Grundlagen der Rechnerarithmetik

1.1 Stellenwertarithmetik, Binär- und Hexadezimalsystem

1.2 Aussagenlogik und boolesche Operatoren

1.3 Rechnerarithmetik (Addition, Bitverschiebung, negative und reelle Zahlen)

2. Integrierte Schaltkreise

2.1 Integrierte Schaltkreise und Halbleiterproduktion

2.2 Parallele und serielle Schnittstellen

2.3 Komponenten der Hauptplatine

2.3 Prozessoren und RAM-Speicher

3. Speichersysteme

3.1 Festplattenspeicher

3.2 Optische Speichermedien

3.3 Flash-Speicher und Solid State Disk

4. Ein-/Ausgabesysteme

4.1 Tastatur, Maus, Trackball, Graphiktablett

4.2 Sensorbildschirmsysteme (Touchscreen) und Gestensteuerung

4.3 Monitore (CRT, Plasma, LCD, LED, OLED)

4.4 Druckersysteme (Scanner, Kopierer, Laserdrucker, Tintenstrahl, 3D-Drucker)

5. Grundlagen der Datenübertragung

5.1 Kabelgebundene Datenübertragung und Modulation

5.2 Diodenlaser und Lichtwellenleiter

5.3 Antennen und Satellitentechnik

5.4 Mobilfunknetze

5.5 RFID und Near-Field Communication

6. Computernetze

6.1 Netzwerk-Topologie (Bus, Baum, Hypercube)

6.2 Ethernet-Frame und Netzwerkprotokolle (MAC, IP, TCP, UDP)

6.3 Switching, Routing und Datenflusssteuerung

6.4 Netzwerkdiagnose

7. Server und Rechenzentren

7.1 Multi-Tier-Architekturen

7.2 Server-Systeme, Großrechner und Supercomputer

7.3 Aufbau von Rechenzentren (Energieversorgung, Klimatisierung, Server)

7.4 Aspekte der Sicherheit und des Betriebs von Rechenzentren

7.5 Prinzipien der Virtualisierung

Literatur:

  • Beetz, J. (2019): Digital – Wie Computer denken. Springer, Berlin.
  • Dürr, B. (2018): IT-Räume und Rechenzentren planen und betreiben: Handbuch der Bautechnik und Technischen Gebäudeausrüstung. Verlag Bau+Technik, Erkrath.
  • Geng, H. (2015): Data Center Handbook. Wiley, New York.
  • Hoffmann, D.W. (2016): Grundlagen der Technischen Informatik. Carl Hanser Verlag, München.
  • Schiffmann, W./Bähring, H./Hönig, U. (2011): Technische Informatik 3 - Grundlagen der PC-Technologie. Springer, Berlin.
  • Tanenbaum, A.S./Wetherall, D.J. (2012): Computernetzwerke. Pearson, München.
  • Werner, M. (2017): Nachrichtentechnik: Eine Einführung für alle Studiengänge. Springer Vieweg, Wiesbaden.

Eine aktuelle Liste mit kursspezifischer Pflichtlektüre sowie Hinweisen zu weiterführender Literatur ist im Learning Management System hinterlegt.

Prüfungszugangsvoraussetzung:

  • Kursabhängig: Begleitende Online-Lernkontrolle (max. 15 Minuten je Lektion, bestanden / nicht bestanden)
  • Kursevaluation

Prüfungsleistung:

Klausur, 90 Min.

Zeitaufwand Studierenden (in Std.): 150

Selbststudium (in Std.): 90
Selbstüberprüfung (in Std.): 30
Tutorien (in Std.): 30