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Grundlagen der systemnahen Programmierung in C (GSPiC)2.5 ECTS (englische Bezeichnung: Fundamentals of System-Level Programming in C)
Modulverantwortliche/r: Volkmar Sieh Lehrende:
Volkmar Sieh, Bernhard Heinloth
Startsemester: |
SS 2020 | Dauer: |
1 Semester | Turnus: |
jährlich (SS) |
Präsenzzeit: |
45 Std. | Eigenstudium: |
30 Std. | Sprache: |
Deutsch |
Lehrveranstaltungen:
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Systemnahe Programmierung in C (SS 2020)
(Vorlesung, 2 SWS, Volkmar Sieh et al., Di, 14:15 - 15:45, H11; Einzeltermin am 24.4.2020, 8:15 - 9:45, H11; SPiC findet dieses Semester virtuell statt; es wird vorerst keine Präsenzveranstaltungen geben. Weitere Informationen: https://www4.cs.fau.de/Lehre/SS20/V_SPIC/)
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Rechnerübungen zu Systemnahe Programmierung in C (SS 2020)
(Übung, 2 SWS, Tim Rheinfels et al.)
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Übungen zu Systemnahe Programmierung in C (SS 2020)
(Übung, 2 SWS, Tim Rheinfels et al.)
- Wiederholungsübungen im WS
Inhalt:
- Systemarchitekturen, Betriebssysteme, Mikrocontroller
Einführung in die Programmiersprache C
Vom C-Quellcode zum laufenden Programm
Mikrocontroller-Programmierung am Beispiel AVR
Zeiger, Felder und Strukturen in C
Nebenläufigkeit und Interrupts
Lernziele und Kompetenzen:
Studierende, die das Modul erfolgreich abgeschlossen haben:
erläutern die grundlegenden Elemente der Programmiersprache C: Datentypen, Operatoren, Ausdrücke, Kontrollstrukturen, Funktionen, Variablen, Präprozessor.
bewerten C im Vergleich zu Java im Bezug auf Syntax, Idiomatik und Philosophie.
nennen wesentliche Unterschiede der Softwareentwicklung für eine Mikrocontrollerplattform versus einer Betriebssystemplattform.
beschreiben die Funktionsweise von Zeigern.
verwenden spezifische Sprachmerkmale von C für die hardwarenahe Softwareentwicklung und den nebenläufigen Registerzugriff.
entwickeln einfache Programme in C für eine Mikrocontroller-Plattform (AVR ATmega) sowohl mit als auch ohne Bibliotheksunterstützung.
erläutern Techniken der Abstraktion, funktionalen Dekomposition und Modularisierung in C.
beschreiben den Weg vom C-Programm zum ausführbaren Binärcode.
reproduzieren die grundlegende Funktionsweise eines Prozessors mit und ohne Unterbrechungsbearbeitung.
erläutern Varianten der Ereignisbehandlung auf eingebetteten Systemen.
verwenden Unterbrechungen und Energiesparzustände bei der Implementierung einfacher Steuergeräte.
erläutern dabei auftretende Synchronisationsprobleme (lost update, lost wakeup) und setzen geeignete Gegenmaßnahmen um.
beschreiben Grundzüge der Speicherverwaltung auf einer Mikrocontrollerplattform (Stackaufbau, Speicherklassen, Segmente, Heap).
Literatur:
Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan: Das Modul ist im Kontext der folgenden Studienfächer/Vertiefungsrichtungen verwendbar:
- Physik mit integriertem Doktorandenkolleg (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2018w | NatFak | Elitestudiengang Physik mit integriertem Doktorandenkolleg (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Grundlagen- und Orientierungsprüfung (GOP) | Informatik | Grundlagen der systemnahen Programmierung in C)
Studien-/Prüfungsleistungen:
Grundlagen der systemnahen Programmierung in C (Prüfungsnummer: 31001)
(englischer Titel: Fundamentals of System-Level Programming in C)
- Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 60, benotet, 2.5 ECTS
- Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %
- weitere Erläuterungen:
Die Rahmen der Übungen gestellten Übungsaufgaben können abgegeben werden und werden in diesem Fall bewertet. Auf Basis des Ergebnisses dieser Bewertungen können bis zu 10% Bonuspunkte erworben werden, die zu dem Ergebnis einer bestandenen Klausur hinzugerechnet werden und damit die Klausurnote verbessern können.
- Erstablegung: SS 2020, 1. Wdh.: WS 2020/2021
- Termin: 14.08.2020, 15:30 Uhr, Ort: K 1 TechF
Termin: 24.03.2021, 11:00 Uhr, Ort: H 10 TechF
Termin: 23.07.2021, 15:00 Uhr, Ort: H 7 TechF
Termin: 06.04.2022, 10:00 Uhr, Ort: H 11
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