Rechnerarchitektur: Einführung und Grundlagen

Frontmatter

1. Einleitung

Zusammenfassung

Die Entwicklung von Rechnern hat in den letzten zwanzig Jahren rasant an Tempo zugenommen. Dies gilt für alle Bereiche: Die Prozessoren als eigentliche Rechenknechte werden immer schneller, die Kapazität der Speicher steigt genauso wie die Zugriffszeiten sinken, in Parallelrechnern kommt die Anzahl der Prozessoren, die noch sinnvoll eingesetzt und beherrscht werden können, in Größenordnungen von vielen Zweierpotenzen.

Werner Erhard

2. Aufbau typischer Serienrechner

Zusammenfassung

In diesem Kapitel betrachten wir den Aufbau moderner Mikroprozessoren. Ausgehend vom Modell des klassischen Universalrechenautomaten (URA) werden wir die dort vorhandenen Werke soweit möglich wieder in der Struktur der Mikroprozessoren identifizieren.

Werner Erhard

3. Komponenten eines Rechners

Zusammenfassung

Ausgehend von den vier Werken des Universalrechenautomaten, die sich mehr oder weniger genau in allen modernen Mikroprozessoren lokalisieren lassen, werden wir die Komponenten eines Rechners näher betrachten. Wir werden Fragestellungen hierzu aufgreifen und Realisierungen in modernen Mikroprozessoren betrachten.

Werner Erhard

4. Formale Entwurfsmethoden

Zusammenfassung

Wie schon im Vorwort dargelegt wurde, wollen wir uns in diesem Kapitel mit der Beschreibung von Architekturmodellen befassen ohne näher auf die Modelle selbst einzugehen. Wir gehen davon aus, daß solche Modelle von Rechnern oder Rechnerkomponenten existieren. Dies kann ein Modell sein, daß nur im Kopf eines Architekten vorhanden ist oder das durch die Umgangssprache in seiner Architektur oder seiner Funktion beschrieben ist.

Werner Erhard

5. Leistungsbewertung

Zusammenfassung

Die Leistungsbewertung von Rechensystemen ist oftmals geprägt von der subjektiven Einschätzung des Bewerters. Leistungsbewertung von seriellen Rechnern ist bereits eine nicht einfach zu lösende Aufgabe und wird bei Parallelrechnern zunehmend schwierig, da neben der reinen Hardware auch die Kommunikation zwischen den Prozessoren und geeignete Algorithmen bewertet werden müssen.

Werner Erhard

6. Parallelrechnerstrukturen

Zusammenfassung

Die Fortschritte in der Halbleitertechnologie haben in den letzten Jahren zu einer enormen Leistungssteigerung bei Prozessoren und Rechnern geführt.

Werner Erhard

7. Optische Architekturkonzepte

Zusammenfassung

In der Vergangenheit wurde immer wieder über optische Rechentechnik diskutiert. Die Vorteile des Photons gegenüber dem Elektron sollten die Rechengeschwindigkeit enorm steigern. Den Physikern gelang es auch, optische Komponenten für die Rechentechnik zu entwickeln. Zum Einsatz kommt diese neue Technik aber im Moment nur für den Bereich der Kommunikation.

Werner Erhard

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