Rechneraufbau und Rechnerstrukturen

Größe: px

Ab Seite anzeigen:

Download "Rechneraufbau und Rechnerstrukturen"

Louisa Kopp
vor 7 Jahren
Abrufe

1 Rechneraufbau und Rechnerstrukturen von Prof. Dr. Walter Oberschelp, RWTH Aachen und Prof. Dr. Gottfried Vossen, Universität Münster 7, vollständig überarbeitete und aktualisierte Auflage R.Oldenbourg Verlag München Wien 1998

2 sverzeichnis Vorwort zur ersten Auflage Vorwort zur dritten Auflage Vorwort zur sechsten Auflage Vorwort zur siebten Auflage I Bausteine und Lokale Grundkonzepte 1 1 Schaltfunktionen und ihre Darstellung Zahlendarstellungen Boolesche Algebra Schaltfunktionen und Boolesche Funktionen Schaltnetze Ringsummendarstellung Boolescher Funktionen Übungen Bibliographische Hinweise 32 2 Spezifische Schaltnetze und ihre Verbesserung Entwurf von Schaltnetzen: Vorüberlegungen Multiplexer und andere Bausteine zur Realisierung Boolescher Funktionen Addiernetze Vereinfachung von Schaltnetzen Das Verfahren von Karnaugh Das Verfahren von Quine und McCluskey Fehlerdiagnose von Schaltnetzen Hasards in Schaltnetzen Übungen Bibliographische Hinweise und Ergänzungen 93

3 3 Das Überdeckungsproblem als Optimierungsaufgabe Überdeckungsmatrizen Minimalüberdeckungen Übungen Bibliographische Hinweise Schaltungen mit Delays (Schaltwerke) Einführung Addierwerke Lineare Schaltkreise und Schieberegister (LSR) Anwendungen von LSRs: Pseudo-Zufallszahlen und zyklische Linearcodes Übungen Bibliographische Hinweise Darstellung von Daten im Rechner. Rechnerarithmetik Darstellung ganzer Zahlen. Subtraktion Darstellung von Gleitkomma-Zahlen Rechnerarithmetik, insbesondere Multiplikation Darstellung alphanumerischer Daten Übungen Bibliographische Hinweise Programmierbare Logische Arrays (PLAs). Das Konzept der Mikroprogrammierung Aufbau eines PLAs Zur Programmierung von PLAs Faltung von PLAs Anwendungen von PLAs: ROMs und Mikroprogrammierung Übungen Bibliographische Hinweise Entwurf und Bewertung von VLSI-Schaltungen und -Algorithmen Einführung Komplexität von VLSI-Schaltkreisen Ein VLSI-Modell. Komplexitätsmaße Untere Schranken für Flächen- und Zeitbedarf von Sortier-Chips Layout von VLSI-Schaltungen: H-Bäume, Verdrahtungsprobleme Spezifische VLSI-Algorithmen. Systolische Netze Übungen Bibliographische Hinweise und Ergänzungen 223

4 II Rechnerarchitektur (Globale Konzepte) Organisationsplan eines von Neumann-Rechners Einführung Die Arbeitsweise einer Zentraleinheit (CPU) Der Speicher Busse Die E/A-Einheit. Das Konzept des Interrupts Klassifikation von von Neumann-Rechnern Alternativen zum von Neumann-Konzept Übungen Bibliographische Hinweise Architektur und Maschinenbefehle von RISC-Rechnern Die Architektur der PowerPC-Familie Befehlsformate und Befehlssatz des PowerPC Arithmetische und logische Befehle Load/Store-Befehle Floating-Point-Befehle Prozessor-Kontroll-Instruktionen Assemblerprogrammierung und Beispielprogramme Speicherkonzepte des PowerPC SPARC-Prozessoren Übungen Bibliographische Hinweise CISC-Prozessoren und Rechnersteuerung Architektur und Befehle des AT&T WE Zur Assembler-Sprache des WE Adressierungs-Arten Befehle und Programmbeispiele Unterschiede zum PowerPC Rechnersteuerung, insbesondere durch Mikroprogrammierung Weitere CISC-Architekturen Zilog-Prozessoren Intel-Prozessoren Motorola-Prozessoren Minicomputer und Großrechner Übungen Bibliographische Hinweise System-Software Einführung Die Kommandosprache eines Betriebssystems: UNIX Interne Aufgaben eines Betriebssystems Speicherverwaltung Scheduling im Multiprogramming- bzw. Multiprozessor-Betrieb Assembler, Linker und Lader 363

5 Der Assembler Der Linker Der Lader Übungen Bibliographische Hinweise 371 III Parallelverarbeitung (Alternative Rechnerkonzepte) Grund-Konzepte und -Modelle für die Parallelverarbeitung SIMD-Rechner. Das Speicherproblem. Die PRAM Kommunikation bei verteiltem Speicher: Superkonzentratoren Spezielle Permutationsnetze: Ring, Shuffle, Mesh, Hypercube Beispiel: Matrix-Multiplikation auf dem Hypercube Routing in programmierbaren Permutationsnetzen. Das П-Netz als Bidelta- Netz Universalität von Permutationsnetzen. Die Netze von Benes und Clos Übungen Bibliographische Hinweise und Ergänzungen Zur Evolution von Parallelrechner-Architekturen Übersicht SIMD-Architekturen Vektor- und Pipeline-Rechner Feldrechner Klassifikation von MIMD-Architekturen Speichergekoppelte MIMD-Rechner Beispiel: Cray X-MP Buskopplung Netzwerkkopplung Nachrichtengekoppelte MIMD-Rechner Statische Kopplung Transputer als dedizierte Bausteine für Parallelrechner Programmierbare Kopplung Übungen Bibliographische Hinweise und Ergänzungen Grundlagen der Rechnernetz-Technik Einführung Das ISO-Referenz-Modell Codierung von Daten in Netzen Lokale Netze Charakteristika Togologien und Übertragungsmedien Netzzugangsverfahren Hochgeschwindigkeitsnetze Globale Netze. Das Internet Charakteristika 476

6 Das Internet TCP/IP-Protokolle Das World-Wide Web Ausblick Übungen Bibliographische Hinweise 486 Literaturverzeichnis 487 Index 505

Ähnliche Dokumente

Rechneraufbau und Rechnerstrukturen

Rechneraufbau und Rechnerstrukturen von Prof. Dr. em. Walter Oberschelp, RWTH Aachen und Prof. Dr. Gottfried Vossen, Universität Münster 9. Auflage Oldenbourg Verlag München Wien Inhaltsverzeichnis Vorwort