Rechnerarchitektur: Einführung und Grundlagen | E-Book | www.sack.de
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E-Book, Deutsch, 265 Seiten, eBook

Rechnerarchitektur: Einführung und Grundlagen


1995
ISBN: 978-3-322-96653-7
Verlag: Vieweg & Teubner
Format: PDF
 Kopierschutz: 1 - PDF Watermark

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Zielgruppe

Professional/practitioner

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1 Einleitung.- 1.1 Der Begriff Rechnerarchitektur.- 1.2 Historischer Überblick.- 1.3 Architekturprinzipien.- 1.3.1 Serielle Verarbeitung.- 1.3.2 Pipelineprinzip.- 1.3.3 Feldrechnerprinzip.- 1.3.4 Multiprozessorprinzip.- 1.3.5 Klassifikation.- 1.4 Entwurfsziele.- 1.4.1 Leistung.- 1.4.2 Zuverlässigkeit und Fehlertoleranz.- 1.4.3 Kosten.- 1.4.4 Erweiterbarkeit.- 1.4.5 Handhabbarkeit.- 1.5 Entwurfskriterien.- 1.5.1 Orthogonalität.- 1.5.2 Angemessenheit.- 1.5.3 Sparsamkeit.- 1.5.4 Virtualität.- 1.5.5 Kompatibilität.- 1.5.6 Dynamische Erweiterbarkeit.- 1.5.7 All-Anwendbarkeit.- 1.6 Vorgehensweise beim Entwurf.- 1.6.1 Top-down-Architektur.- 1.6.2 Bottom-up-Architektur.- 2 Aufbau typischer Serienrechner.- 2.1 Der klassische Universalrechenautomat.- 2.2 Historische Entwicklung.- 2.3 Modelle für Mikroprozessoren.- 2.3.1 Das Funktionsmodell SAB 8080.- 2.3.2 Das Programmiermodell des Intel 80386/80486.- 2.3.3 Das Programmiermodell des Motorola 68020.- 2.3.4 Das Programmiermodell eines Transputers.- 3 Komponenten eines Rechners.- 3.1 Das Rechenwerk.- 3.1.1 Normieren und Runden.- 3.1.2 Addition und Subtraktion.- 3.1.3 Multiplikation und Division.- 3.1.4 Coprozessoren.- 3.1.5 Bitalgorithmen.- 3.2 Das Steuerwerk.- 3.2.1 Befehlsumfang des Motorola 68020.- 3.2.2 Mikroprogrammierung.- 3.2.3 Interrupt-Behandlung.- 3.2.4 Pipelining bei der Befehlsabarbeitung.- 3.2.5 Adressierungsmodi.- 3.3 Das Speicherwerk.- 3.3.1 Speicherverwaltung.- 3.3.2 Cachespeicher.- 3.4 E/A-Werk und Kommunikation.- 3.4.1 Direkte Kopplung.- 3.4.2 Kanalkopplung.- 3.4.3 Speicherkopplung.- 3.4.4 Bussysteme.- 3.4.5 Netzwerke.- 3.4.6 Kommunikation des Motorola 68020.- 4 Formale Entwurfsmethoden.- 4.1 Automaten.- 4.1.1 Definition Mealy-Automat.- 4.1.2 Darstellung von Mealy-Automaten.- 4.1.3 Deterministischer, vollständiger Automat.- 4.1.4 Beispiel Getränkeautomat.- 4.1.5 Erweiterung von 8 und X.- 4.1.6 Äquivalenz von Zuständen.- 4.1.7 Äquivalenz von Automaten.- 4.1.8 Vollreduzierter Automat.- 4.1.9 Hauptsatz der Automatentheorie.- 4.1.10 Ein Beispiel.- 4.1.11 Das Verfahren von Ginsburg und Huffman.- 4.1.12 Moore-Automat.- 4.1.13 Darstellung von Moore-Automaten.- 4.1.14 Äquivalenz von Mealy- und Moore-Automaten.- 4.1.15 Medvedev-Automat.- 4.1.16 Zuordnung.- 4.1.17 Realisierung.- 4.1.18 Satz zur Realisierung.- 4.1.19 Beispiel.- 4.1.20 Serielle Komposition.- 4.1.21 Parallele Komposition.- 4.1.22 Dekomposition.- 4.1.23 Partition.- 4.1.24 Beispiel Partition.- 4.1.25 Verfeinerung und Vergröberung.- 4.1.26 Beispiel.- 4.1.27 Triviale Zerlegungen.- 4.1.28 S-Partition.- 4.1.29 ?-Bild.- 4.1.30 Ausgabetreue.- 4.1.31 Beispiel.- 4.1.32 Kongruenzverband.- 4.1.33 Parallel- und Seriendekomposition.- 4.1.34 Zyklische Zerlegung.- 4.1.34 Ein abschließendes Beispiel.- 4.2 Petrinetze.- 4.2.1 Definition Petri-Netz.- 4.2.2 Transitionen.- 4.2.3 Beispiel.- 4.2.4 Interpretation von Petri-Netzen.- 4.2.5 Konflikte und Konfliktlösungen.- 4.2.6 Synchronisation.- 4.2.7 Automat und Petri-Netz.- 4.2.8 Markierungsklasse.- 4.2.9 Lebendigkeit.- 4.2.10 Sicherheit.- 4.2.11 Deadlockfreiheit.- 4.2.12 Satz.- 4.2.13 Beispiel.- 4.2.14 Auswertung von Petri-Netzen.- 4.3 Rechnerentwurfssprachen.- 4.3.1 Einführung in VHDL.- 4.4 CSP.- 4.4.1 Grundbegriffe.- 4.4.2 Auswahlregel.- 4.4.3 Rekursion.- 4.4.4 Gegenseitige Rekursion.- 4.4.5 Prozeßbeschreibung mit Spuren.- 4.4.6 Parallele Komposition.- 5 Leistungsbewertung.- 5.1 Ziele und Methoden.- 5.2 Kenngrößen.- 5.3 Beobachtende Leistungsbewertung.- 5.3.1 Hardware-Monitoring.- 5.3.2 Software-Monitoring.- 5.3.3 Hybrides Monitoring.- 5.3.4 Monitoring verteilter Systeme.- 5.3.5 Zusammenfassung.- 5.4 Berechnende Leistungsbewertung.- 5.4.1 Modellierungsmethoden.- 5.4.2 Graphentheoretische Beschreibung.- 5.4.3 Verkehrstheoretische Beschreibung.- 5.5 Benchmarks.- 5.6 Parameter von Hockney.- 5.7 Leistungssteigerung.- 5.8 Verfügbarkeit.- 5.8.1 Reparierbare und nicht reparierbare Systeme.- 5.8.2 Serien- und Parallelschaltung von Systemkomponenten.- 5.8.3 Erhöhung der Verfügbarkeit.- 5.8.4 Fehlertoleranz.- 5.8.5 Bewertung eines fehlertoleranten Systems.- 6 Parallelrechnerstrukturen.- 6.1 Funktionales Trennen.- 6.2 Pipeline-Prinzip.- 6.3 Feldrechner.- 6.4 Multiprozessoren.- 7 Optische Architekturkonzept.- 7.1 Mustersubstitutionslogik.- 7.2 Programmierbare optische Logikfelder.- 7.3 Programmerbare optoelektronische Logikfelder.- 7.3.1 Aufbau eines Prozessorelements.- 7.3.2 Programmierung eines Prozessorelements.

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