Rechnerarchitektur

Das kompakte Lehrbuch, erprobt in Lehrveranstaltungen in Tübingen und Leipzig, beschreibt die hardware-technischen Merkmale moderner Rechnerarchitekturen und herstellerabhängig deren konkrete und aktuelle Implementierungen. Die neue Auflage wurde vollständig aktualisiert und erweitert. Neu hinzugekommen sind Kapitel über den Entwurf eines Steuerwerks des Einfachstrechners sowie über neueste Entwicklungen auf dem Gebiet der 64 Bit-Architekturen, der Großrechner (Parallelrechner) und Multimedia. Außerdem gibt es einen kostenlosen Online-Service für den Einsatz des Buches in der Lehre.
Neben der virtuellen Speicherverwaltung werden die Mikroprogrammierung und die Pipelineverarbeitung sowie deren Implementierungs-Besonderheiten behandelt. Breiten Raum in der Diskussion nehmen die Rechnerarchitekturen mit Superskalar- und Superpipeline-Funktionseinheiten ein. Modernste Technologien (EPIC) und deren Implementierungen in 64 Bit-Architekturen (IA-64) werden vorgestellt. Die Schlüssel-Mechanismen Predication, Control Speculation, Data Speculation und Software-Pipelining sind in Form von Beispielen erklärt und tragen zum Verständnis der neuen Mikroprozessor-Familien bei. Der Renaissance der Mainframes als Unternehmens-Server im Internet-Computing wird am Beispiel des Parallel Sysplex von IBM Rechnung getragen.

Dr. rer. nat. Paul Herrmann ist IBM Mainframe Projekt-Verantwortlicher am Institut für Informatik der Universität Leipzig, zuständig für Lehre und Forschung auf dem Gebiet der Großrechentechnik, für Hard- und Software des IBM zSeries Server z9 EC. Das Buch "Rechnerarchitektur" entstand auf der Grundlage von Erfahrungen während seiner Tätigkeit als Abteilungsleiter am Rechenzentrum und aufgrund von Vorlesungen zu Rechnersystemen am Institut für Informatik der Universität Leipzig.

Einführung.- Technologische Grundlagen.- Einfachst-Rechner.- Adressierung.- Speichernutzung.- Virtuelle Speicher.- Virtuelle Speicherverwaltung in Multiprogrammsystemen.- Segmentierung.- Hauptspeicher.- Mikroprogrammierung.- Pipelines.- RISC-Architektur.- Leistungsverhalten von Rechnern.- Superskalare Architekturen.- Dynamic Execution.- Reale 64 Bit-Architekturen.- Vektorrechner.- Hardware-Komponenten zur Unterstützung des Betriebssystems.- Ein- und Ausgabe-Organisation.- Parallelrechner.- Multimedia-Rechner.