Rechnerarchitektur: Analyse, Entwurf, Implementierung, Bewertung

ISBN-13: 9783528051730 / Niemiecki / Miękka / 1994 / 749 str.

Arndt Bode; Wolfgang Handler

Opis

von C. Gordon Bell Es ist mir cine Freudc und Ehre, das Vorwort flir dieses richtungwcisendc Buch zu schreiben. Die Autoren sind Uber die bekannten Bcitrage von Thomas zum Calculus und Samuelson zur Wirtschaft weit hinausgegangcn. Sic haben ein Standardwcrk fUr Rcchncr architcktur und -entwurf geschaffen. Zum Nutzen der lnfonllatik ermutigc ich die Ycricger, die vielen BUcher zu diesem Thema zurlickzuziehen, damit schnell cine neue Generation von lnformatikern und Systemingcnieuren herangebildet werden kann. Dieses Buch bcab sichtigt nicht, die komplcxen und fehlerhaften Mikroprozessoren der Halbleiterfirmen zu bcscitigen, doch es wird die Ausbildung von lngenicurcn beschleunigen, die hcsscrc entwcrl"en konnen. Das Buch bietet die kritischen Werkzcuge zur Analyse von Einprozessorcomputcrn. Es zeigt dem praktisch tiitigen Ingcnieur, wie sich die Technologic mit dcr Zeit vcrandert, und lielcrt die flir den Entwurf nOlwendigen cmpirischcn Konstanten. Leitender Gesichtspunkt beim Entwurf ist die Funktionalitat anstclle der stereotypen Aharheitung von Roulinen, mit denen ein uncrfahrcner Entwerfer versucht, cinen cinfachen Entwurf durchzufiihren. Die Autoren schufen cine Ausgangsbasis rur Analysen und Ycrgleiche, indcm sic die wichtigsten Maschinen jeder Klasse hehandeln: Mainframe (IBM 360), Mini (DEC V AX) und MikrolPC (Intel 80x86). Darauf aulhaucnd zeigcn sic die kommenden Hauptentwick lungslinien einfachcr Pipeline- und Parallclprozessoren. Dicsc ncuen Technologicn werden als Varianten ihrcs in didaktischcr Hinsichl nlitzlichcn, aher auch lals ichlid' rcalisierharcn Prozcssors (DLX) vorgestellt. Die Autorcn betonen Technologieunahh ingigkeit durch Mcssung der pro Takt ausgefiihrten Arheit (Parallclvcrarbcitung) und der Arheit pro Zciteinheit (Effcktivitat und Gesamldaucr). Diesc MClhoden solltcn auch die Qualiliit der Forschung zu neuen Architekluren und wr Parallclverarheitung wrhessern.

Spis treści

1 Grundlagen des Rechnerentwurfs.- 2 Leistung und Kosten.- 3 Befehlssatzentwurf: Alternativen und Prinzipien.- 4 Befehlssatzbeispiele und Messung der Befehlsatznutzung.- 5 Die Grundlagen der Prozessorimplementierung.- 6 Pipelining.- 7 Vektorprozessoren.- 8 Speicherhierarchie-Entwurf.- 9 Ein-/Ausgabe.- 10 Entwicklungsrichtungen.- Anhang A: Rechnerarithmetik A-1.- von David Goldberg.- Xerox Palo Alto Research Center.- A.1 Einführung.- A.2 Grundlagen der Festkommaarithmetik.- A.3 Gleitkomma.- A.4 Gleitkommaaddition.- A.5 Gleitkommamultiplikation.- A.6 Division und Rest.- A.7 Genauigkeiten und Ausnahmebehandlung.- A.8 Beschleunigung der Festkommaaddition.- A.9 Beschleunigung der Festkommamultiplikation und -division.- A.10 Zusammenfassung.- A.11 Irrtümer und Fallen.- A.12 Historisches und Literaturquellen.- Übungen.- Anhang B: Vollständige Befehlssatztabellen.- B. 1 VAX-Nutzerbefehlssatz.- B.2 System/360-Befehlssatz.- B.3 8086-Befehlssatz.- Anhang C: Detaillierte Befehlssatzmessungen.- C. 1 Messungen an der VAX.- C.2 Messungen an der 360.- C.3 Messungen am Intel 8086.- C.4 DLX-Befehlssatzmessungen.- Anhang D: Vergleich von Zeit- und Häufigkeitsmessungen.- D. 1 Zeitverteilung der VAX 11/780-Befehle.- D.2 Zeitverteilung der IBM 370/168-Befehle.- D.3 Zeitverteilung des 8086-Befehle in einem IBM-PC.- D.4 Zeitverteilung der einer DLX-ähnlichen Maschine.- Anhang E: Überblick zu RISC-Architekturen.- E.1 Einführung.- E.2 Addressierungsarten und Befehlsformate.- E.3 Die Befehle des DLX-Subset.- E.4 Allgemeine Erweiterungen der DLX-Befehle.- E.5 Spezielle MIPS-Befehle.- E.6 Spezielle SPARC-Befehle.- E.7 Spezielle M88000-Befehle.- E.8 Spezielle i860-Befehle.- E.9 Schlußbemerkungen.- E.10 Literaturquellen.- Zusammenstellung der Literaturquellen.- Sachwortverzeichnis.