RISC-Workstation-Architekturen

"Rechenleistung an den Arbeitsplatz!" und "Jedem Entwickler seinen eigenen Rechner!" Die Realisierung dieser Forderungen moderner Datenverarbeitung be­ stimmt wesentlich das weltweite Marktvolumen fur den Rechnereinsatz. Der Wunsch nach immer hoherer Rechenleistung, das Angebot hoher Verarbeitungs­ gesch windigkei t, die ErschlieBung neuer und komplexerer Anwendungsfelder, die Verbesserung der Technologien und die Erweiterungen der Systemfunktionen sind Kriterien, die durch die Bereitstellung zentraler Rechenkapazitaten der Mainframes nicht mehr allein befriedigt werden konnen. Dezentralisierung von Rechenleistung und kooperative Strategien der Zusammenarbeit im Verbund sind Motivation und Motor fur die Entwicklung heutiger professioneller Work­ stations. Faktoren fUr den Erfolg der Workstations, der sich mittelfristig in Wachstumsra­ ten von 30% pro Jahr ausdruckt, sind: Technologie, die hochste Rechenleistung aufkleinstem Raum ermoglicht, Architektur, die diese Moglichkeiten in Verarbei­ tungsleistung umsetzt, Graphik, die die notwendigen leistungsfahigen Benutzer­ oberflachen schafft, Vernetzung, die sich bei Aufgabenverteilung und Kooperation auf Standards der Kommunikation stiitzt, und nicht zuletzt ein Standard­ Betriebssystem als Basis fur die breite Verfugbarkeit von Anwender-Software. Das Aufkommen von RISC-Konzepten (Reduced Instruction Set Computer) sorgte fur einen Leistungssprung bei Prozessoren und Rechensystemen und erOffnet den Workstations neue Leistungsbereiche und Anwendungen. Daneben ist der Erfolg der Workstation in den letzten 10 J ahren untrennbar verknupft mit der Entwick­ lung des allgemein verfugbaren und weitgehend standardisierten Betriebs­ systems UNIX.

1 Überblick Workstation-Architekturen.- 1.1 Der Trend zur Workstation.- 1.2 Einsatz von Workstations.- 1.4 Markt.- 1.5 Trends.- 1.6 Komponenten einer (RISC-) Workstation - ein Überblick über die weiteren Kapitel des Buches.- Literatur.- 2 RISC-Grundlagen.- 2.1 Complex Instruction Set Computer - ein Rückblick.- 2.2 Vom CISC zum RISC.- 2.3 Die RISC-Philosophie.- 2.4 Performance-Berechnung.- 2.5 RISC-Architektur-Merkmale.- 2.6 Prozessor-Taxonomie.- 2.7 Leistungsreserven.- Literatur.- 3 Pipelining.- 3.1 Das Pipeline-Prinzip.- 3.2 Prozessorarchitektur und Befehls-Pipeline.- 3.3 Strukturelle Konflikte.- 3.4 Datenkonflikte.- 3.5 Steuerkonflikte.- 3.6 Erweiterungen des Pipeline-Konzeptes.- 3.7 Kompatibilität.- Literatur.- 4 Speicherarchitektur.- 4.1 Speicherhierarchie und RISC-Prozessoren.- 4.2 Cache-Speicher.- 4.3 Hauptspeicher.- 4.4 Virtueller Speicher.- 4.5 Zusammenfassung.- Literatur.- 5 RISC - Compiler.- 5.1 Übersicht.- 5.2 Betriebssystemaspekte.- 5.3 Abbildung von Programmiersprachen auf Prozessoren.- 5.4 Compiler für RISC.- 5.5 Ausblick.- Literatur.- 6 Aktuelle RISC-Prozessoren.- 6.1 Kriterien zur Beurteilung.- 6.2 Acorn ARM (VTI VL86C010).- 6.3 AMD 29000.- 6.4 Clipper.- 6.5 Intel 80860.- 6.6 Hewlett-Packard Precision-Architecture.- 6.7 Motorola 88000.- 6.8 MIPS R3000.- 6.9 PRISM.- 6.10 RISC System/6000 (IBM POWER).- 6.11 SPARC.- Literatur.- 7 Busse.- 7.1 Charakteristika von Bussen.- 7.2 Busmechanik.- 7.3 Busphysik.- 7.4 Basisfunktionen eines Busses.- 7.5 Beispiel: Der Multibus I.- 7.6 Trends bei Bussystemen.- 7.7 Übersicht: Standardbusse.- Literatur.- 8 Vernetzung.- 8.1 Einführung.- 8.2 Netzwerkarchitektur.- 8.3 Netzwerke.- 8.4 Ausblick.- Literatur.- 9 Graphik.- 9.1 Einführung.- 9.2 Von einer abstrakten Datenmenge zum Bild.- 9.3 Systeme undKlassifizierung.- 9.4 Ausblick.- Literatur.- 10 Massenspeicher.- 10.1 Massenspeicher und Speicherhierarchie.- 10.2 Floppy Disk.- 10.3 Magnetische Festplatten.- 10.4 Optische Platten.- 10.5 Magnetbänder.- 10.6 Spezielle Lösungen.- 10.7 Neue Massenspeicher.- Literatur.- 11 UNIX als Workstation-Standard.- 11.1 Was ist UNIX?.- 11.2 Entwicklungsgeschichte von UNIX.- 11.3 Standardisierungsbemühungen.- 11.4 Sicherheitsaspekte des UNIX-Systems.- Literatur.- 12 UNIX aus Benutzersicht.- 12.1 Die Shell.- 12.2 Das X Window System.- Literatur.- 13 UNIX aus Systemsicht.- 13.1 Die Architektur von UNIX.- 13.2 Verteilte UNIX-Betriebssystemarchitekturen.- Literatur.- 14 Ein typisches RISC-System.- 14.1 Die Workstation als System.- 14.2 Der Prozessor der BWS' 91.- 14.3 Schnelle Speichermedien.- 14.4 Massenspeicher.- 14.5 Graphik.- 14.6 Langsame Peripherie.- 14.7 Vernetzung und Server.- 14.8 Conclusio.- 15 RISC-Workstations: Produkte.- 15.1 Data General: AViiON - die RISC/UNIX-Rechner.- 15.2 Digital Equipment: RISC-Workstations und Server.- 15.3 Hewlett-Packard: Die Arbeitsplatzrechner der Serie 700.- 15.4 IBM: POWERstation und POWERserver.- 15.5 Siemens Nixdorf: WS30-1000.- 15.6 SPARC - RISC-Technolgie und Produkte.- Anschriften der Autoren.