Rechnerarchitektur · 2.Auflage by Hellmann, Roland -- Read -- Imperial Library of Trantor

Index

Cover Titelseite Impressum Vorwort zur 2. Auflage Vorwort Inhaltsverzeichnis Teil 1: Grundlagen

1 Einleitung

1.1 Grundbegriffe 1.2 Einheiten 1.3 Geschichte 1.4 Arten von Computern

2 Allgemeiner Aufbau eines Computersystems

2.1 Blockdiagramm und grundlegende Abläufe 2.2 Detaillierteres Computermodell 2.3 Speicher und E/A-Bausteine 2.4 Prozessor und Busse 2.5 Taxonomien

3 Performance und Performanceverbesserung

3.1 Angabe der Rechenleistung 3.2 Caching

3.2.1 Caching beim Lesen von Daten 3.2.2 Caching beim Schreiben von Daten 3.2.3 Cacheable Area 3.2.4 Cache-Hierarchien

3.3 Pipelining

4 Verbreitete Rechnerarchitekturen

4.1 CISC-Architektur 4.2 RISC-Architektur 4.3 VON-NEUMANN-Architektur 4.4 Harvard-Architektur

Teil 2: Digitaltechnik

5 Grundlegende BOOLEsche Verknüpfungen

5.1 BOOLEsche Algebra und Digitaltechnik 5.2 Gatter

5.2.1 Treiber und Identität 5.2.2 Inverter und Negation 5.2.3 UND-Gatter und Konjunktion 5.2.4 NAND 5.2.5 ODER-Gatter und Disjunktion 5.2.6 NOR 5.2.7 XOR und Antivalenz 5.2.8 XNOR und Äquivalenz

5.3 Gesetze der BOOLEschen Algebra

6 Komplexere Schaltnetz-Komponenten

6.1 Adressdecoder 6.2 Multiplexer und Demultiplexer

6.2.1 Multiplexer 2:1 6.2.2 Demultiplexer 1:2 6.2.3 Multiplexer n:1 6.2.4 Demultiplexer 1:n 6.2.5 Multiplexer m × n:n

6.3 Varianten der Schaltzeichen 6.4 Digitaler Komparator 6.5 Addierer 6.6 ALU

7 Schaltwerke

7.1 RS-Flipflop 7.2 Arten von Eingängen

7.2.1 Vorrangige Eingänge 7.2.2 Taktzustandssteuerung 7.2.3 Taktflankensteuerung 7.2.4 Asynchrone Eingänge

7.3 D-Flipflop 7.4 Register und Schieberegister 7.5 T-Flipflop 7.6 JK-Flipflop 7.7 Zähler

Teil 3: Arithmetik

8 Zahlendarstellung

8.1 Vorzeichen-Betrags-Darstellung 8.2 Einerkomplement 8.3 Zweierkomplement

9 Arithmetische und logische Operationen

9.1 Arithmetische Operationen 9.2 Logische Operationen 9.3 Bitoperationen in C und C++

10 Rechnen mit vorzeichenlosen Dualzahlen

10.1 Addition und Subtraktion 10.2 Multiplikation und Division

11 Rechnen in der Vorzeichen-Betragsdarstellung

11.1 Addition und Subtraktion 11.2 Multiplikation und Division

12 Rechnen im Zweierkomplement

12.1 Addition und Subtraktion 12.2 Multiplikation und Division 12.3 Fazit

13 Ganzzahl-Rechenwerk

13.1 Beispiel-Rechenwerk 13.2 Ergänzende Betrachtungen 13.3 Beispiel: Addition 13.4 Beispiel Multiplikation

14 Gleitkommarechenwerk

14.1 Darstellung von Gleitkommazahlen 14.2 Umwandlung von Dezimalbrüchen in Dualbrüche 14.3 Ein Beispiel-Gleitkommarechenwerk

14.3.1 Addition und Subtraktion 14.3.2 Multiplikation 14.3.3 Division

Teil 4: Prozessoren

15 Maschinensprache 16 Steuerwerk 17 Mikroprogrammierung

17.1 Konzept 17.2 Beispiel-Mikroprogrammsteuerung 17.3 Befehlssatzentwurf 17.4 Erweiterung der Mikroprogrammsteuerung

18 Spezielle Techniken und Abläufe im Prozessor

18.1 Befehlszyklus 18.2 Strategien bei Programmverzweigungen 18.3 Out of Order Execution 18.4 64-Bit-Erweiterungen 18.5 Sicherheitsfeatures

19 Multiprozessorsysteme

19.1 Ansätze zur Performancesteigerung 19.2 Aufwand für Parallelisierung 19.3 Topologien 19.4 Datenübertragung 19.5 Software für Multiprozessorsysteme 19.6 Speicherzugriff 19.7 Konsistenz

20 Digitale Signalprozessoren

20.1 Einsatzgebiete 20.2 Zeitabhängige Signale und Signalverarbeitungskette 20.3 Analoge Vorverarbeitung und A/D-Wandlung 20.4 Spektralanalyse 20.5 Operationen im Frequenzbereich 20.6 D/A-Wandlung und analoge Nachbearbeitung 20.7 Architektur-Besonderheiten von DSP

Teil 5: Speicher und Peripherie

21 Speicherbausteine

21.1 Arten von Speichermedien 21.2 Halbleiter-Speicher 21.3 Statisches und dynamisches RAM 21.4 Speicherorganisation auf Chipebene 21.5 Interfacing und Protokolle 21.6 Speichermodule 21.7 Flash Speicher

22 Speicherverwaltung

22.1 Programme und Prozesse 22.2 Virtueller Speicher 22.3 Segmentierung und Swapping 22.4 Paging

23 Datenübertragung und Schnittstellen

23.1 Leitungstheorie 23.2 Serielle und parallele Datenübertragung 23.3 Das OSI-Modell 23.4 Codierung

23.4.1 NRZ-Codierung 23.4.2 Manchester-Codierung 23.4.3 NRZI-Codierung 23.4.4 MLT3-Codierung 23.4.5 Bit Stuffing, 4B/5B- und 8B/10B-Codierung

23.5 Fehlererkennung und Fehlerkorrektur 23.6 Beispiel USB

24 Festplatte

24.1 Aufbau 24.2 Datenorganisation 24.3 Partionierung und Formatierung 24.4 Serial-ATA-Schnittstelle 24.5 Performance 24.6 Verfügbarkeit

25 Optische Datenspeicher

25.1 Standards 25.2 Aufbau 25.3 Verfügbarkeit 25.4 Leseverfahren 25.5 Vermeidung, Erkennung und Korrektur von Fehlern

Zusammenfassung und Schlussworte Literaturverzeichnis Index Fußnoten

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