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Einführung in Einplatinencomputer

Modulbezeichnung:
Bezeichnung des Moduls innerhalb des Studiengangs. Sie soll eine präzise und verständliche Überschrift des Modulinhalts darstellen.
Einführung in Einplatinencomputer
Modulbezeichnung (engl.): Introduction to Single-Board Computers
Studiengang:
Studiengang mit Beginn der Gültigkeit der betreffenden ASPO-Anlage/Studienordnung des Studiengangs, in dem dieses Modul zum Studienprogramm gehört (=Start der ersten Erstsemester-Kohorte, die nach dieser Ordnung studiert).
Kommunikationsinformatik, Bachelor, ASPO 01.10.2017
Code: KIB-EE
SAP-Submodul-Nr.:
Die Prüfungsverwaltung mittels SAP-SLCM vergibt für jede Prüfungsart in einem Modul eine SAP-Submodul-Nr (= P-Nummer). Gleiche Module in unterschiedlichen Studiengängen haben bei gleicher Prüfungsart die gleiche SAP-Submodul-Nr..
P221-0071
SWS/Lehrform:
Die Anzahl der Semesterwochenstunden (SWS) wird als Zusammensetzung von Vorlesungsstunden (V), Übungsstunden (U), Praktikumsstunden (P) oder Projektarbeitsstunden (PA) angegeben. Beispielsweise besteht eine Veranstaltung der Form 2V+2U aus 2 Vorlesungsstunden und 2 Übungsstunden pro Woche.
2V+2PA (4 Semesterwochenstunden)
ECTS-Punkte:
Die Anzahl der Punkte nach ECTS (Leistungspunkte, Kreditpunkte), die dem Studierenden bei erfolgreicher Ableistung des Moduls gutgeschrieben werden. Die ECTS-Punkte entscheiden über die Gewichtung des Fachs bei der Berechnung der Durchschnittsnote im Abschlusszeugnis. Jedem ECTS-Punkt entsprechen 30 studentische Arbeitsstunden (Anwesenheit, Vor- und Nachbereitung, Prüfungsvorbereitung, ggfs. Zeit zur Bearbeitung eines Projekts), verteilt über die gesamte Zeit des Semesters (26 Wochen).
5
Studiensemester: 5 oder 6
Pflichtfach: nein
Arbeitssprache:
Deutsch
Prüfungsart:
Projektarbeit, schriftl. Ausarbeitung mit Präsentation

[letzte Änderung 27.08.2020]
Verwendbarkeit / Zuordnung zum Curriculum:
Alle Studienprogramme, die das Modul enthalten mit Jahresangabe der entsprechenden Studienordnung / ASPO-Anlage.

KIB-EE (P221-0071) Kommunikationsinformatik, Bachelor, ASPO 01.10.2017 , Wahlpflichtfach, informatikspezifisch
PIB-EE (P221-0071) Praktische Informatik, Bachelor, ASPO 01.10.2017 , Wahlpflichtfach, informatikspezifisch
Arbeitsaufwand:
Der Arbeitsaufwand des Studierenden, der für das erfolgreiche Absolvieren eines Moduls notwendig ist, ergibt sich aus den ECTS-Punkten. Jeder ECTS-Punkt steht in der Regel für 30 Arbeitsstunden. Die Arbeitsstunden umfassen Präsenzzeit (in den Vorlesungswochen), Vor- und Nachbereitung der Vorlesung, ggfs. Abfassung einer Projektarbeit und die Vorbereitung auf die Prüfung.

Die ECTS beziehen sich auf die gesamte formale Semesterdauer (01.04.-30.09. im Sommersemester, 01.10.-31.03. im Wintersemester).
Die Präsenzzeit dieses Moduls umfasst bei 15 Semesterwochen 60 Veranstaltungsstunden (= 45 Zeitstunden). Der Gesamtumfang des Moduls beträgt bei 5 Creditpoints 150 Stunden (30 Std/ECTS). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 105 Stunden zur Verfügung.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
Keine.
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
Modulverantwortung:
Prof. Dr. Peter Birkner
Dozent:
Prof. Dr. Peter Birkner


[letzte Änderung 27.08.2020]
Lernziele:
Die Studierenden lernen die Grundlagen und Konzepte von Einplatinencomputer kennen:
- Sie verstehen die Unterschiede zwischen Computer und Mikrocontroller
- Sie lernen die wichtigsten Anwendungsgebiete dieser Kleinstcomputer kennen
- Die Studierenden lernen die Soft- und Hardware genauer kennen
- Sie sind in der Lage, einfache Mess- und Steuerungsaufgaben mit einem Einplatinencomputer durchzuführen
- Sie verstehen das Konzept eines Clusters und lernen am Beispiel eines Raspberry Pi Zero-Clusters die Grundlagen von MPI kennen


[letzte Änderung 04.09.2020]
Inhalt:
- Einführung (Wozu überhaupt Einplatinencomputer? Geschichte und Entwicklung, Unterschiede zwischen Raspberry Pi und Arduino, Wichtige Anwendungen)
- Hardware (Modelle, Prozessoren, Anschlüsse, Compute Module, General Purpose Input Output, Sensoren, Firmware)
- Software (Betriebssysteme, kleine UNIX-Einführung, Wolfram Mathematica, Raspi als Webserver)
- Netzwerk (Raspi als VPN-Gateway, SSH, Samba-Client)
- IoT (Raspi als Z-Wave-Controller mit FHEM)
- Programmierung (Assembler, Skriptsprachen, Python, C)
- Die GPIO-Schnittstelle (Experimente mit der OnBoard-LED, Temperatursensoren, HATs)
- Der I2C-Bus
- Ein Raspberry Pi Cluster bestehend aus 4 Raspberry Pi Zeroes (Überblick, Installation und Konfiguration)
- Einführung in die parallele Programmierung mit MPI (Message Passing Interface) und dem Raspberry Pi-Cluster
 
Weitere mögliche Kapitel:
- Emulation eines Raspberry Pi
- Alternative Einplatinencomputer anderer Hersteller


[letzte Änderung 04.09.2020]
Literatur:


[noch nicht erfasst]
Modul angeboten in Semester:
WS 2022/23, WS 2021/22, WS 2020/21 
[Sat Mar 25 05:28:18 CET 2023, CKEY=keie, BKEY=ki2, CID=KIB-EE, LANGUAGE=de, DATE=25.03.2023]