Das MMIX-Buch

Die Einführung verwendet durchgängig den von Donald E. Knuth (Stanford University) für sein weltweit anerkanntes Standardwerk "The Art of Computer Programming" entwickelten Beispielprozessor MMIX. Anhand der Programmierung dieses Prozessors zeigen die Autoren grundlegende Konzepte der Informatik auf: Neben Codes und Zahlensystemen werden fundamentale Algorithmen vorgestellt und Aufbau sowie Organisation von Rechenanlagen und deren Programmierung erklärt. Ein Buch, das die Realisierung von Hard- und Software und deren Ineinandergreifen einfach verständlich macht.

1. Einführung.- 1.1 Computer.- 1.2 Die Hardware-Software-Schnittstelle.- 1.3 Das klassische Computermodell.- 1.4 Warum MMIX?.- 2. Darstellung von Information - Codierung und Zahlensysteme.- 2.1 Information, Daten und Nachricht.- 2.2 Codierung.- 2.3 Zahlensysteme.- 2.4 Negative Zahlen.- 2.5 Byte als Maß für die Speicherkapazität.- 3. Einführung in MMIX.- 3.1 Der MMIX-Prozessor.- 3.2 Speicherzugriff.- 3.3 Arithmetik mit MMIX.- 3.4 Einfache Ein- und Ausgabe.- 3.5 Symbole zur Erhöhung der Lesbarkeit eines Programms.- 4. Sprungbefehle und Kontrollstrukturen.- 4.1 Unbedingte Sprünge.- 4.2 Bedingte Verzweigungen.- 4.3 Kontrollstrukturen.- 4.4 Bedingte Zuweisungen.- 5. Unterprogramme.- 5.1 Einführung.- 5.2 Unterprogrammaufrufe mit GO.- 5.3 Der Stack.- 5.4 Exkurs: Präfix und lokale Symbole.- 5.5 Der Registerstack.- 6. Datenstrukturen.- 6.1 Bit.- 6.2 Adressen und Zeiger.- 6.3 Gleitkommazahlen.- 6.4 Zusammengesetzte Datentypen.- 6.5 Abstrakte Datentypen.- 6.6 Anwendung: Bitmap-Grafiken erzeugen und bearbeiten.- 7. Ablaufsteuerung.- 7.1 Steuerwerk und Befehlszyklus.- 7.2 Adressierungsarten.- 7.3 RISC und CISC.- 7.4 Pipelining.- 7.5 Interrupts.- 8. Betriebssystem.- 8.1 Speicherverwaltung.- 8.2 Betriebssystemaufrufe.- 8.3 Prozesse.- A. Liste der Befehle.- B. Liste der Programme.- c. Programmieren mit MMIX.- C.1 Die Programmierumgebung zum Laufen bringen.- C.1.1 Die ausführbaren Dateien herunterladen.- C.1.2 Die Programmierumgebung selbst übersetzen.- C.2 Versuche.- D. Meldungen von mmixal und mmix.- D.1 Warnungen von mmixal.- D.2 Fehlermeldungen von mmixal.- D.3 Meldungen von mmix.- E. Zusammenfassung der Assemblersprache MMIXAL.- E.1 Einfache Elemente.- E.2 Ausdrücke.- E.3 Instruktionen.- F. Lösung ausgewählter Übungsaufgaben.