Rechnerorganisation und Rechnerentwurf · 5.Auflage by Patterson, David A. -- Read -- Imperial Library of Trantor

Index

Cover Titelseite Impressum Vorwort zur englischsprachigen Originalausgabe Inhaltsverzeichnis 1 Abstraktionen und Technologien

1.1 Einführung 1.2 Acht wichtige Konzepte der Computerarchitektur 1.3 Was sich hinter einem Programmverbirgt 1.4 Unter der Haube 1.5 Prozessorherstellung und Speichertechnologien 1.6 Leistung 1.7 Die Hürde des Stromverbrauchs 1.8 Der Wechsel von Einzelprozessoren zu Multiprozessoren 1.9 Fallstudie:Benchmarkingdes Intel Core i7 1.10 Fallstricke und Trugschlüsse 1.11 Schlussbetrachtungen 1.12 Historische Perspektiven und Literaturhinweise 1.13 Aufgaben

2 Befehle: Die Sprache des Rechners

2.1 Einführung 2.2 Operationen der Rechnerhardware 2.3 Operanden der Rechnerhardware 2.4 Vorzeichenbehaftete und nicht vorzeichenbehaftete Zahlen 2.5 Darstellung von Befehlenim Rechner 2.6 Logische Operationen 2.7 Befehle zum Treffen von Entscheidungen 2.8 Unterstützung von Prozeduren durch die Rechnerhardware 2.9 Kommunikation mit Menschen 2.10 Umgang mit 32-Bit-Direktoperanden und 32-Bit-Adressen 2.11 Parallelität und Befehle: Synchronisierung 2.12 Übersetzen und Starten eines Programms 2.13 Zusammenfassung am Beispiel eines Sortierprogramms in C 2.14 Felder und Zeiger im Vergleich 2.15 Fortgeschrittener Stoff: C-Compiler und Java-Interpreter 2.16 Fallstudie:ARMv7-Befehle(32Bit) 2.17 Fallstudie: x86-Befehle 2.18 Fallstudie:ARMv8-Befehle(64Bit) 2.19 Fallstricke und Trugschlüsse 2.20 Schlussbetrachtungen 2.21 Historische Perspektiven und Literaturhinweise 2.22 Aufgaben

3 Rechnerarithmetik

3.1 Einführung 3.2 Addition und Subtraktion 3.3 Multiplikation 3.4 Division 3.5 Gleitkommaarithmetik 3.6 Parallelität und Computerarithmetik: Subwort-Parallelität 3.7 Fallstudie: Streaming-SIMD und Vektorerweiterungen für x86 3.8 Beschleunigung: Subwort-Parallelität und Matrixmultiplikation 3.9 Fallstricke und Trugschlüsse 3.10 Schlussbetrachtungen 3.11 Historische Perspektiven und Literaturhinweise 3.12 Aufgaben

4 Der Prozessor

4.1 Einführung 4.2 Konventionen für den Entwurf von Logikschaltungen 4.3 Aufbau eines Datenpfades 4.4 Eine einfache Implementierungsmethode 4.5 Übersicht über die Technik des Pipelinings 4.6 Pipelining von Datenpfad und Steuerwerk 4.7 Datenkonflikte: Forwarding vs. Stalling 4.8 Steuerkonflikte 4.9 Ausnahmebehandlung 4.10 Parallelität auf Befehlsebene 4.11 Fallstudie: Die Pipelines beim ARM Cortex-A8 und beim Intel Core i7 4.12 Schneller werden: Parallelität auf Befehlsebene und Matrixmultiplikation 4.13 Fortgeschrittener Stoff: Einführung in den Schaltungsentwurf 4.14 Fallstricke und Trugschlüsse 4.15 Schlussbetrachtungen 4.16 Historische Perspektiven und Literaturhinweise 4.17 Aufgaben

5 Groß und schnell: Ausnutzung der Speicherhierarchie

5.1 Einführung 5.2 Speichertechnologien 5.3 Grundlagen des Cachings 5.4 Cache-Leistungmessen und verbessern 5.5 Zuverlässige Speicherhierarchie 5.6 Virtuelle Maschinen 5.7 Virtueller Speicher 5.8 Allgemeines Schema der Speicherhierarchien 5.9 Steuerung eines einfachen Caches mit einem endlichen Automaten 5.10 Parallelität und Speicherhierarchien: Cache-Kohärenz 5.11 Parallelität und Speicherhierarchie: RAID 5.12 Fortgeschrittener Stoff: Cache-Controller 5.13 Fallstudie: Speicherhierarchien von ARM Cortex-A8 und Intel Core i7 5.14 Beschleunigung: Cache-Blocking und Matrixmultiplikation 5.15 Fallstricke und Trugschlüsse 5.16 Schlussbetrachtungen 5.17 Historische Perspektive und Literaturhinweise 5.18 Aufgaben

6 Parallele Prozessoren: Vom Client zur Cloud

6.1 Einführung 6.2 Warum es schwierig ist, parallele Programme zu entwickeln 6.3 SISD, MIMD, SIMD, SPMD und Vektor 6.4 Hardwareseitiges Multithreading 6.5 Multicores. Multiprozessoren mit gemeinsam genutztem Speicher 6.6 Grafikprozessoren(GPUs) –Einführung 6.7 Cluster und Warehouse Scale Computer 6.8 Einführung in Multiprozessor-Netztopologien 6.9 Kommunikation mit der Außenwelt: Cluster 6.10 Multiprozessor-Benchmarks und Performanzmodelle 6.11 Fallstudie: Intel Core i7960 und NVIDIA Tesla 6.12 Beschleunigung: multiple Prozessoren und Matrixmultiplikation 6.13 Fallstricke und Trugschlüsse 6.14 Schlussbetrachtungen 6.15 Historische Perspektive und Literaturhinweise 6.16 Aufgaben

Fachbegriffe Deutsch – Englisch

Englisch–Deutsch Deutsch–Englisch

APPENDICES

A : Assemblers, Linkers, and the SPIM Simulator

A.1 Introduction . . A.2 Assemblers A.3 Linkers A.4 Loading A.5 Memory Usage A.6 Procedure Call Convention A.7 Exceptions and Interrupts A.8 Input and Output A.9 SPIM A.10 MIPS R2000 Assembly Language A.11 Concluding Remarks A.12 Exercises

B: The Basics of Logic Design

B.1 Introduction B.2 Gates, Truth Tables, and Logic Equations B.3 Combinational Logic B.4 Using a Hardware Description Language B.5 Constructing a Basic Arithmetic Logic Unit B.6 Faster Addition: Carry Lookahead B.7 Clocks B.8 Memory Elements: Flip-Flops, Latches, and Registers B.9 Memory Elements: SRAMs and DRAMs B.10 Finite-State Machines B.11 Timing Methodologies B.12 Field Programmable Devices B.13 Concluding Remarks B.14 Exercises

Stichwortverzeichnis Fußnoten