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By Paul Herrmann

Buchhandelstext
Das kompakte Lehrbuch, erprobt in Lehrveranstaltungen in T?bingen und Leipzig, beschreibt die hardware-technischen Merkmale moderner Rechnerarchitekturen und herstellerabh?ngig deren konkrete und aktuelle Implementierungen. Neben der virtuellen Speicherverwaltung werden die Mikroprogrammierung und die Pipelineverarbeitung sowie deren Implementierungs-Besonderheiten behandelt. Breiten Raum in der Diskussion nehmen die Rechnerarchitekturen mit Superskalar- und Superpipeline-Funktionseinheiten ein. Modernste leistungssteigernde Ma?nahmen, die unter dem Oberbegriff "Dynamic Execution" zusammengefa?t werden k?nnen, werden am Beispiel des Intel-Mikroprozessors "Pentium professional" vorgestellt. Hardware-Einrichtungen zur Unterst?tzung des Betriebssystems, die Ein- und Ausgabe, Vektorrechner und Parallelrechner bilden weitere f?r den Leser interessante Themenkomplexe.

Inhalt
Einfachstrechner - Virtuelle Speicher - RISC-Architekturen - Superskalare Architekturen - Dynamic Execution - Vektorrechner - Parallelrechner

Zielgruppe
Studenten mit Fach Informatik oder Wirtschaftsinformatik (Diplom) im Hauptstudium Studenten mit Fach Informatik im Nebenfach (Mathematik, Physik, Chemie, Ingenieurwissenschaften) Lehramtsstudenten

?ber den Autor/Hrsg
Dr. rer. nat. Paul Herrmann ist wissenschaftlicher Mitarbeiter mit dem Arbeitsgebiet "Logic layout Automation" am Institut f?r Informatik der Universit?t Leipzig. Das Buch entstand auf der Grundlage eines Skriptums und Lehrveranstaltungen zusammen mit Prof. Spruth, Universit?t Leipzig.

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Der erste halbe Maschinenzyklus heiBt Instruktionszyklus (I-Cycle), der zweite heiBt Ausfiihrungszyklus (E-Cycle). In modemen Mikroprozessoren wird eine feinerer Teilung der Ablaufsteuerung vorgenommen (IF = Instruction Fetch, ID = Instruction Decode, EX = Execution, MEM = Memory access, WB = Write Back). Computer mit einem Maschinenzyklus ahnlich dem des Einfachst-Rechners sind noch bis Mitte der 70er Jahre gebaut worden. Abbildung 3. 16 Clock Generator Die Ausfiihrungszeit eines Maschinenbefehls des Einfachst-Rechners besteht nur aus einem I-Cycle und einem E-Cycle.

10 ist ein 3-stufiger asynchroner Befehlszahler abgebildet. Die einzelnen Stufen werden mit Hilfe von T-Master-Slave-FlipFlops implementiert. h. wenn der Zustand des ersten Flip Flops Low war, dann kippt sein Ausgang Q beim Eintreffen der ersten positiven Flanke (Low ~ High) auf High, beim Eintreffen der zweiten positiven Flanke wieder auf Low usw. Die 2. Stufe des Befehlszahlers erhalt aber ihr ClockSignal yom Ausgang Q der ersten Stufe. Dadurch, dass dieses Signal die doppelte Zykluszeit des urspriingliche Clock-Signals hat, kippt der Ausgang des zweiten FlipFlops nur bei jeder zweiten positiven Flanke des Clock-Signals der 1.

Durch das letztere wird entweder eine Kuhlflussigkeit oder Luft gespUlt. Bei einer Luftkuhlung sind die Offnungen in dem Kuhlkarper graBer. Der Luftstrom muss mit hoher Geschwindigkeit durch die Kanale gedrlickt werden, um diese hohe Warmemenge abzufuhren. Es werden dabei ultraschall-ahnliche Geschwindigkeiten verwendet, so dass der Gerauschpegel Werte erreicht, die ein Arbeiten in der Nahe dieser Anlagen unmaglich machen. 1m Gegensatz dazu kuhlt die Firma CRAY ihre Zentraleinheit mit Schwefelhexafluorid (SF6).

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