Rechnerarchitektur : Grundzüge des Aufbaus und der Organisation von Rechnerhardware

Viele der grundlegenden Ideen die Architektur von Rechnersystemen betreffend haben sich trotz all der Fortschritte im Detail in erstaunenswerter Weise als außerordentlich tragfähig erwiesen. Es ist ein Anliegen dieses Buches, gerade diese grundlegenden Ideen herauszustellen, und nicht so sehr, auf die detaillierte Beschreibung heute verbreiteter Rechnertypen einzugehen. Dennoch werden alle wichtigen Architekturaspekte moderner Rechner und insbesondere der modernen Mikroprozessoren behandelt. Schwerpunkte bilden einerseits die Fließband- und die Superskalartechnik, andererseits Parallelrechner und deren Klassifizierung. Ein weiterer Schwerpunkt ist die modellbasierte Leistungs- und Zuverlässigkeitsbewertung. Heutzutage ist es fast schon eine Selbstverständlichkeit, daß in immer kürzeren Ab­ ständen neuartige Rechnertypen auf dem Markt erscheinen. Insbesondere die Mi­ kroprozessoren haben in den letzten Jahren eine stürmische Entwicklung erfahren und viele der Architekturkonzepte, die zunächst den Großrechnern vorbehalten wa­ ren, haben in die Architekturen der Mikroprozessoren Eingang gefunden. In anderen Worten, viele der grundlegenden Ideen, welche die Architektur von Rechnern be­ treffen, existieren schon seit langer Zeit. Sie haben sich trotz all der Fortschritte im Detail und in der Rechnertechnologie in erstaunenswerter Weise als außerordentlich tragfähig erwiesen. Noch heute spiegeln die meisten Rechnerarchitekturen die Grundzüge des sogenannten von Neumannschen Architekturkonzepts wider. Es ist ein Anliegen dieses Buchs, gerade diese grundlegenden Ideen herauszustellen, und nicht so sehr, auf die detaillierte Beschreibung heute verbreiteter Rechnertypen ein­ zugehen. Deshalb wurde auch auf die Beschreibung einzelner Mikroprozessoren weitgehend verzichtet. Darüber gibt es eine umfangreiche Literatur. Dennoch wer­ den alle wichtigen Architekturaspekte moderner Mikroprozessoren behandelt. Das Buch beginnt mit der Erläuterung des Begriffs Architektur. Anschließend wer­ den die wichtigsten Aspekte der Architekturbewertung angesprochen (Kapitel 1). Die Klassifizierung der gängigsten Rechnerarchitekturen ist Inhalt von Kapitel 2. Parallelrechner bilden dabei einen Schwerpunkt. Die ersten beiden Kapitel sollen zum einen eine Übersicht über die Architekturlandschaft vermitteln und zum ande­ ren dem Leser das Einordnen von Architekturkonzepten, wie sie in den folgenden Kapiteln behandelt werden, erleichtern. Danach wird zunächst der Aufbau derZentraleinheit eines Rechners behandelt (Kapitel 3). Front Matter....Pages 1-9 Rechnerarchitektur und Bewertung....Pages 11-21 Klassifizierung von Rechnerarchitekturen....Pages 22-32 Architektur und Organisation eines SISD-Rechners....Pages 33-52 Unterstützung des Betriebssystems....Pages 53-63 Maßnahmen zur Steigerung der Leistung und Verläßlichkeit....Pages 64-109 Speichersysteme....Pages 110-152 Busse und Ein-/Ausgabesysteme....Pages 153-180 Parallelrechner....Pages 181-198 Back Matter....Pages 199-320 Insbesondere die Mi kroprozessoren haben in den letzten Jahren eine sturmische Entwicklung erfahren und viele der Architekturkonzepte, die zunachst den Grossrechnern vorbehalten wa ren, haben in die Architekturen der Mikroprozessoren Eingang gefunden.