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By Wolfgang K. Giloi (auth.)

Das Buch gibt einen umfassenden Überblick über die undefined- und Software-Konzepte, auf denen moderne Rechnersysteme beruhen, von den Arbeitsplatzrechnern bis zu den Supercomputern und den zukünftigen massiv-parallelen Rechnern. Im Anschluß an die Betrachtung der Architektur sequentieller Rechner, ihrer Prozessoren und ihrer Speicherhierarchien werden die Grundlagen für die Parallelarbeit dargelegt. Zunächst werden die Prinzipien der Parallelarbeit im Prozessor behandelt, was once zu den VLIW-Maschinen und den superskalaren Prozessoren führt, und die damit verbundenen Compilerprobleme erörtert. Ein Kapitel ist den SIMD-Architekturen in shape der Vektormaschinen oder der Anordnungen gleichartiger Rechnerelemente gewidmet. Ein eigenes Kapitel stellt ausführlich und mit Beispielen die Prinzipien der Datenstruktur-Architekturen und der Sprach-Architekturen dar. Datenstruktur-Architekturen sind dahingehend optimiert, datenparallele Anwendungen mit komplexen Datenstrukturtypen möglichst effizient zu bearbeiten. Sprach-Architekturen dienen der Unterstützung von Sprachen wie Lisp und Prolog. Datenflußarchitekturen werden in einem eigenen Kapitel ausführlich behandelt. Die letzten drei Kapitel sind den Parallelrechnern gewidmet: Aus den Programmiermodellen für massiv-parallele Architekturen werden die verschiedenen Architekturformen abgeleitet. Die Eigenschaften der einzelnen Architekturformen, die zentrale Frage der Kommunikationslatenz und die spezifischen Softwarefragen werden gründlich behandelt. Das Buch zeichnet sich durch eine sehr systematische Darstellung aus sowie auch dadurch, daß nicht nur auf die Hardware-Architekturen eingegangen wird, sondern ebenso sehr auf die relevanten Fragen der Systemsoftware und Programmierung.

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Example text

It is intended that the machine be fuUy automatic in character. e. independent of the human operator after the computation starts ... 2 It is evident that the machine must be capable of storing in some manner not only the digital information needed in a given computation such as boundary values, tables of functions (such as the equation of state of a fluid) and also the intermediate results of the computation (which may be wanted for varying lengths of time), but also the instructions which govern the actual routine to be performed on the numerical data.

In diesem Falle wird man von den komplexen Datentypen der zu unterstiitzenden hOheren Programmiersprache oder den noch komplexeren Datentypen eines Anwendungssystems ausgehen und diese schrittweise solange verfeinern (durch weniger komplexe Datentypen darstellen), bis man zu Datentypen gelangt ist, die sich gut zur unmittelbaren Bearbeitung durch die Hardware eignen. Die damit gefundenen Basisdatentypen des Hardware-Operationsprinzips miissen nicht notwendigerweise die sehr elementaren Datentypen des von-Neumann-Rechners sein.

Es ist ublich, die Ebene, die die Interpretationssysteme in der Hierarchie einnehmen, durch die jeweilige Sprache dieser Ebene zu kennzeichnen. Dementsprechend sprechen wir von der Ebene der konventionellen Maschinensprache (CML), der Ebene der Mikroprogrammsprache (MPL) und der Ebene der Picoprogrammsprache (PPL). Die Funktion und Struktur dieser Sprachen wird im folgenden noch niiher erlautert. Software CML-Ptogra CML·EBENE Konvenlionelle Maschinen Sprache (CML) MPL-EBENE NPL-EBENE PPL-EBENE Nanoprogrammsprache (NPL) Funklionseinheilen des Prozessors Resultat Bild 14 Verfeinertes SchichtenmodeIl eines mikroprogrammierbaren von-Neumann-Prozessors DEF: Konventionelle Maschinensprache (CML) Die konventionelle Maschinensprache ist die Menge der Anweisungen an die Maschine, wie man sie im Prozessor-Handbuch findet.

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