Architektur Und Organisation Digitaler Rechenanlagen

ISBN-13: 9783519024514 / Niemiecki / Miękka / 1978 / 224 str.

Horst Keastner;Horst Kastner

Opis

Das vorliegende Buch entstand aus einem Manuskript zu einer vier stundigen Vorlesung, die ich im SS 1976 an der Universitat Dortmund gehalten habe. Es gliedert sich in zwei Teile. Im ersten Teil wer den Aufbau und Wirkungsweise von Rechenanlagen aus der Sicht der Maschinensprachenebene behandelt, im zweiten Teil wird auf die Rea lisierung dieser Ebene eingegangen. Bei der Formulierung des Textes stand das Ziel im Vordergrund, so weit wie moglich Prinzipien herauszuarbeiten und nicht die Darstel lung zu sehr an Phanomenen, d.h. konkreten Rechenanlagen, zu orien tieren. Diese Verbindung soll in den zahlreichen Beispielen herge stellt werden. Naturlich konnen die Beispiele nicht in jedem Fall ausreichend sein, um samtliche in der Praxis auftretenden Probleme voll darzustellen. Wahrend der oben genannten Vorlesung und den begleitenden ubungen wurden deshalb auf einer konkreten Rechenanlage (PDP-11/20) Pro gramme geschrieben, die zur Vertiefung des Stoffes dienten. Aus den daraus gewonnenen Erfahrungen kann ich fur Leser dieses Buches, die noch nicht in der Assemblerprogrammierung von Rechenanlagen geubt sind, die Empfehlung ableiten, sich parallel bzw. nach Durcharbei tung des ersten Teils mit einer konkreten Rechenanlage und deren Programmierung zu beschaftigen. Der Praktiker, der bereits eine An lage von ihrer Maschinensprachenstruktur her kennt, sollte stets versuchen, die ihm bekannten Phanomene mit der grun.dsatzlich gehal tenen Darstellung im Buch zu vergleichen."

Spis treści

Inhaltsübersicht.- I. Maschinensprachenebene konventioneller Rechenanlagen.- 1 Kommunikationssysteme.- 1.1 Nachrichtenkodierung.- 1.1.1 Quellkodierung.- 1.1.2 Kanalkodierung mit Fehlererkennung und -korrektur.- 1.2 Struktur von Kommunikationssystemen.- 1.2.1 Kommunikationsstrategien.- 1.2.2 Kommunikationskontrollmethoden.- 1.2.3 Struktur von Kommunikationswegen.- 1.2.4 Architektur von Kommunikationssystemen.- 1.3 Schnittstellenprobleme.- 1.3.1 Schnittstellenspezifizierung für Nachrichtenverarbeitungskomponenten.- 1.3.2 Physikalische Kontrolle allgemeiner Kommunikationswege.- 1.4 Kommunikationsprotokolle.- 1.4.1 Kodes.- 1.4.2 Übertragungstechniken.- 1.4.3 Nachrichtenstruktur.- 1.4.4 Kommunikationsprozeduren.- 1.4.5 Datenfernübertragungsprozeduren.- 2 Speicher.- 2.1 Speichertypen.- 2.2 Speicherparameter.- 2.3 Struktur von Speichertypen.- 2.3.1 Speicher mit wahlfreiem Zugriff.- 2.3.2 Speicher mit direktem Zugriff.- 2.3.3 Speicher mit sequentiellem Zugriff.- 2.3.4 Speicher aus Schieberegistern.- 2.3.5 Assoziativspeicher.- 2.4 Organisationsformen zur Verbesserung der Hauptspeichermerkmale.- 2.4.1 Speicherverschränkung.- 2.4.2 Virtueller Speicher.- 2.4.3 Pufferspeicher.- 3 Ein/Ausgabegeräte.- 3.1 Lochkartenleser.- 3.2 Drucker.- 3.3 Fernschreiber.- 3.4 Datensichtstationen.- 4 Prozessoren.- 4.1 Grobstruktur von Prozessoren.- 4.2 Struktur von Maschinensprachen.- 4.2.1 Befehisadreßformate.- 4.2.2 Adressierungsformen.- 4.2.3 Anweisungskodes und -formate.- 4.3 Anweisungen zur Datenmanipulation.- 4.3.1 Statusanzeigen.- 4.3.2 Logische Anweisungen.- 4.3.3 Zahlendarstellungen.- 4.3.4 Schiebeanweisungen.- 4.3.5 Arithmetische Anweisungen für ganzzahlige Operanden.- 4.3.6 Arithmetische Anweisungen für Dezimalzahlen.- 4.3.7 Arithmetische Anweisungen für Gleitkomma-Operanden.- 4.3.8 Vergleichsanweisungen.- 4.3.9 Stringanweisungen.- 4.4 Anweisungen zur Kontrollverlagerung.- 4.4.1 Sprunganweisungen.- 4.4.2 Unterprogrammsprünge.- 4.4.3 Unterbrechungen.- 4.4.4 Wechsel von Funktionszuständen.- 5 Ein/Ausgabesysteme.- 5.1 Probleme im Zusammenhang mit der Ein/Ausgabe.- 5.1.1 Format- und Kodekonvertierung.- 5.1.2 Record-Strukturen.- 5.1.3 Pufferzuteilung.- 5.1.4 Geschwindigkeit.- 5.1.5 Zeitverhalten und Kontrolle.- 5.1.6 Kommunikationsstrukturen.- 5.1.7 Fehlererkennung und -behebung.- 5.1.8 Effizienz.- 5.2 E/A-Prozessoren mit Nachrichtenvermittler-Funktion.- 5.2.1 Konventionelle Architekturen.- 5.2.2 Kleinrechnerarchitekturen.- 5.3 Eigenständige E/A-Prozessoren.- 5.3.1 Vorrechner.- 5.3.2 Front-End-Prozessoren.- 5.3.3 Integrierte Prozessoren.- 5.4 Ein/Ausgabeanweisungen und -programmierung.- 5.4.1 Konventionelle Architekturen.- 5.4.2 Kleinrechnerarchitekturen.- 5.4.3 Systeme mit eigenständigen E/A-Prozessoren.- 5.4.4 Integrierte Systeme.- 5.5 Initiales Laden.- II. Realisierung der Maschinensprachenebene.- 6 Interpretation von Maschinenanweisungen.- 6.1 Prozessor-Komponenten.- 6.1.1 Register.- 6.1.2 Datenwege.- 6.1.3 Hauptspeicher.- 6.1.4 Arithmetisch-logische Einheiten und Shifter.- 6.1.5 Kontrollsignale und Kontrollpunkte.- 6.1.6 Uhren.- 6.2 Elementarschritte.- 6.3 Elementaroperationen.- 6.3.1 Registertransfers.- 6.3.2 Transformationsoperationen.- 6.3.3 Hauptspeicheroperationen.- 6.3.4 Konvertierungsoperationen.- 6.4 Beispielarchitektur.- 6.4.1 Registerfeld.- 6.4.2 Hauptspeicher.- 6.4.3 ALU und Shifter.- 6.4.4 Ein/Ausgabe.- 6.4.5 Unterbrechungen.- 6.4.6 Zusammenfassung der Elementarschitte.- 6.4.7 Elementaroperationen.- 6.4.8 Prozessoruhr und Steuerung der Elementarschritte.- 6.4.9 Eine Beispielmaschinensprache.- 6.4.10 Interpretation der Beispielmaschinensprache.- 6.5 Kontrolle des Interpretationsablaufs.- 6.5.1 Hardwarekontrolle.- 6.5.2 Mikroprogrammierte Kontrolle.- 7 Mikroprogrammierung.- 7.1 Entwicklung der Mikroprogrammierung.- 7.2 Kontrollspeicher.- 7.3 Entwurf von Mikroinstruktionen.- 7.3.1 Vertikale Mikroinstruktionen.- 7.3.2 Horizontale Mikroinstruktionen.- 7.3.3 Diagonale Mikroinstruktionen.- 7.3.4 Kodierung.- 7.3.5 Kontrollstrukturen in Mikroinstuktionen.- 7.3.6 Residente Kontrolle.- 7.3.7 Kontrollspeicherkonstanten.- 7.4 Implementierung von Mikroinstruktionen.- 7.5 Horizontale Mikroinstruktionen für die Beispielarchitektur.- 7.6 Vertikale Mikroinstruktionen für die Beispielarchitektur.- 8 Überlappung.- 8.1 Das Prinzip der Überlappung.- 8.2 Überlappung bei der Implementierung von Mikroinstruktionen.- 8.3 Überlappung bei der Interpretation von Maschinenanweisungen.- 8.4 Überlappung bei der Beispielarchitektur.- A.1 Kodes mit Paritätsprüfung.- A.2 Hamming-Kodes.- A.3 Zyklische Kodes.- A.4 Blocksicherung.