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1990 | Buch

Parallelrechnerstrukturen

Synthese von Architektur, Kommunikation und Algorithmus

verfasst von: Dr. Ing. habil. Werner Erhard

Verlag: Vieweg+Teubner Verlag

Buchreihe : Leitfäden und Monographien der Informatik

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Über dieses Buch

In den letzten Jahren sind ein Vielzahl neuer Rechnerstrukturen entstanden. Diese unterscheiden sich sehr stark in der Anzahl der Prozessoren, in den Möglichkeiten der Kommunikation und damit auch in der Leistungsfähigkeit. Für den Benutzer solcher parallelen Architekturen wird es immer schwieriger, seine Probleme effizient auf einem bestimmten System zum Laufen zu bringen. Es genügt nicht mehr, einen Algorithmus für eine Problem­ stellung zu finden und zu programmieren. Der Benutzer muß in Kenntnis der Architektur den Algorithmus finden, der auf der ausgewählten Struktur eine effiziente Behandlung der Problemstellung gewährleistet. Es wird immer klarer, daß die Architektur, die Kommunikation und der gewählte Algorithmus als Einheit zu sehen sind. Dieses Buch soll sowohl dem Studenten als auch dem Praktiker eine Einführung in die Hard- und Software von Parallelrechnerarchitekturen geben und ihm ein Gefühl für das notwendige Zusammenspiel der Komponenten Architektur, Kommunikation und Algorithmus vermitteln. Es werden Grundkenntnisse in Rechnerarchitektur und Linearer Algebra für das Verständnis dieses Buches voraus­ gesetzt. VI Mein besonderer Dank gilt den Professoren Dr. U. Herzog, Dr. W. Händler und Dr. W.D. Geyer, die diese Arbeit begutachtet haben. Mein Dank gilt insbesondere auch Frau ehr. Moog, die mit großer Geduld die Bilder für dieses Buch gezeichnet hat. Letztlich gilt mein Dank auch den Herausgebern der Reihe "Leitfäden und Monographien der Informatik" sowie dem Teubner-Verlag, die die Herausgabe dieses Buches ermöglichten.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter
I. Übersicht
Zusammenfassung
Nach einer allgemeinen Einführung in das Thema “Parallelrechner” wird die Problemstellung diskutiert, die dieser Arbeit zugrunde liegt. Die Bedeutung dieser Untersuchungen erkennt man, wenn man den hohen Rechenzeitbedarf bei der Lösung von Problemstellungen gerade in den Natur- und Ingenieurwissenschaften betrachtet. Solche “großen” Problemstellungen können in naher Zukunft nur dann gelöst werden, wenn hochgradig parallele Rechnerstrukturen, schnelle Kommunikationspfade und an die Struktur des Rechners angepaßte Lösungsalgorithmen zur Verfügung gestellt werden.
Werner Erhard
II. Parallelrechnerarchitekturen
Zusammenfassung
Die Fortschritte in der Halbleitertechnologie haben in den letzten Jahren zu einer enormen Leistungssteigerung bei Rechenanlagen geführt.
Werner Erhard
III. Kommunikation in Parallelrechnerstrukturen
Zusammenfassung
Wenn man die Leistungsangaben der Hersteller von Parallelrechnern betrachtet, dann spielen normalerweise immer nur Angaben hinsichtlich der Leistungsfähigkeit der beteiligten Prozessoren eine Rolle. Es wird vollkommen außer acht gelassen, daß bei vielen Anwendungen nicht die numerische Rechenleistung im Vordergrund steht, sondern die Fähigkeit, schnell Daten umzuordnen.
Werner Erhard
IV. Algorithmen für Parallelrechner
Zusammenfassung
Wie wir in den Kapiteln II und III gesehen haben, ist die Leistungsfähigkeit von Parallelrechnern abhängig von der Struktur dieser Rechner. Aber auch die Auswahl der Lösungsalgorithmen und die Abbildung dieser Algorithmen auf die Rechnerstruktur hat für die Leistungsfähigkeit eine enorme Bedeutung. Für verschiedene Typen von Rechnern wird es normalerweise auch verschiedene Algorithmen zur Lösung desselben Problems geben, wenn man bei jedem Rechner die höchstmögliche Leistung erzielen will.
Werner Erhard
V. Leistungsbewertung von Parallelrechnern
Zusammenfassung
In den bisherigen Kapiteln haben wir die Komponenten eines Parallelrechners kennengelernt, die im wesentlichen die Leistungsfähigkeit bestimmen:
Architektur, Kommunikation und Abbildung von Algorithmen Die Komponente Betriebssystem haben wir hier nicht betrachtet. Sie geht aber auch in die Leistungsbewertung ein. Dies geschieht immer dann, wenn wir zur Leistungsbewertung Programme (Benchmarks) heranziehen.
Werner Erhard
VI. Bitalgorithmen
Zusammenfassung
Die Berechnung elementarer Funktionen wie Quadratwurzel, Logarithmus, Exponentialfunktion, Sinus oder Cosinus geschieht in Rechenanlagen meistens durch Reihenentwicklung oder iterative Verfahren.
Werner Erhard
VII. Zusammenfassung
Zusammenfassung
Die Rechnerentwicklung hat in den letzten Jahren dazu geführt, daß immer mehr neuartige Strukturen entstanden sind und immer noch entstehen.
Werner Erhard
VIII. Literaturverzeichnis
Werner Erhard
Backmatter
Metadaten
Titel
Parallelrechnerstrukturen
verfasst von
Dr. Ing. habil. Werner Erhard
Copyright-Jahr
1990
Verlag
Vieweg+Teubner Verlag
Electronic ISBN
978-3-663-10991-4
Print ISBN
978-3-519-02243-5
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-663-10991-4