Rechnerstrukturen und Rechnerarchitekturen

Klappentext
Der Stoff dieses Lehrbuches basiert auf einer Vorlesung, die seit 1976 fUr Studierende der Elektronik und Feinwerktechnik der Fachhochschule Frankfurt a. M. mit zwei und seit 1984 fUr den Studiengang Ingenieur-Informatik mit vier Semester-Wochenstunden ab­ wechselnd von beiden Autoren gehalten wird. Aufgabe und Ziel dieser Vorlesung ist es, eine Einfiihrung und einen "Oberblick tiber Auf­ bau und Arbeitsweise von Rechnersystemen zu geben. Das vorliegende Buch untersttitzt diese Bestrebungen durch die leicht verstandliche Darstellung und die Erlauterung von schwierigen Sachverhalten durch schematische Abbildungen. Der Stoff ist so angelegt, daB keine speziellen Kenntnisse in Schaltkreiselektronik, Digital­ technik und Programmierung vorausgesetzt werden. Aile Darstellungen tiber Funktions­ weisen gehen hinab bis zur Behandlung von ,Jogisch-technischen" Prozessen auf der Ebene der Primarprozesse 0 und 1, ohne daB dabei einschlagiges Wissen tiber die techno­ logische Realisierung vorhanden sein muB. In der Praxis werden oft Fragen nach der Struktur des "eigenen" Rechners gestellt. Man mochte wissen, welche Vorgange im Rechner ablaufen, wie der Rechner aufgebaut und organisiert ist. Die Grundaufgabe einer Rechenanlage ist die Sammlung, Speicherung, Verarbeitung und Darstellung von Informationen. Urn diese Grundaufgabe auf den verschiedensten Anwen­ dungsgebieten erftillen zu konnen, bedarf es unterschiedlicher Rechner, die durch unter­ schiedliche GroBe, Struktur und Arbeitsweise gekennzeichnet sind. Die Darstellung des Lehrstoffes erfolgt aus der Sicht eines Rechnerarchitekten, der die Rechner entwirft und baut. Dementsprechend wurde versucht, den Aufbau und die Arbeitsweise der Rechnerhardware aufzuzeigen und bestimmte architektonische Prin­ zipien sowie organisatorische MaBnahmen, die dieselben untersttitzen, zu erarbeiten.

Inhalt
1 Einleitung.- 1.1 Leistungsproblematik heutiger Rechnersysteme.- 1.2 Die Entwurfskriterien der Rechnerarchitekturen.- 1.3 Wichtige Begriffe zu Rechnerarchitekturen.- 1.4 Klassifikation von Rechnerarchitekturen.- 2 Rechenwerk.- 2.1 Zahlendarstellungen.- 2.2 Addierwerke.- 2.3 Subtraktion.- 2.4 Vergleichswerke.- 2.5 Logische Befehle.- 2.6 Ein vollständiger Rechenbaustein.- 2.7 Multiplizierwerke.- 2.8 Division.- 2.9 Gleitkomma-Rechenwerke.- 3 Speicher.- 3.1 Zuverlässigkeit.- 3.2 Halbleiterspeicher.- 3.3 Die magnetomotorischen Speicher.- 3.4 Optischer Speicher.- 3.5 Speicherorganisation, Speicherverwaltung.- 4 Steuerwerk.- 4.1 Befehle und Programmstatus.- 4.2 Grundsätzliche Arbeitsweise des fundamentalen Systems.- 4.3 Adressierungsarten.- 4.4 Operationssteuerung.- 4.5 Programmunterbrechung (Interrupts).- 5 Busse, Eingabe, Ausgabe.- 5.1 Interne Busstrukturen.- 5.2 Eingabe und Ausgabe.- 6 Die von-Neumann-Architektur.- 6.1 Die physikalischen Strukturen.- 6.2 Das Operationsprinzip.- 6.3 Die Mindestausstattung eines von-Neumann-Zentralprozessors und ihre Erweiterung.- 6.4 Programmstrukturen und ihre Auswirkungen auf die Prozessorarchitektur.- 6.5 Das IBM-System/370.- 7 Nichtsequentielle Rechnerarchitekturen.- 7.1 Klassifikation von nichtsequentiellen Rechnerarchitekturen.- 7.2 Struktur parallel verarbeitender Rechner.- 7.3 Einige Beispiele innovativer Architekturen.- 7.4 Programmiersprachen für parallele Prozesse.- 8 Verbindungsnetzwerke.- 8.1 Statische Verbindungsnetzwerke.- 8.2 Dynamische Verbindungsnetzwerke.- 8.3 Verteilte Systeme.- Sachwortverzeichnis.

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