Rechnerorganisation und Rechnerentwurf, 5th Edition

Table of contents

1. Cover
2. Titelseite
3. Impressum
4. Vorwort zur englischsprachigen Originalausgabe
5. Inhaltsverzeichnis
6. 1 Abstraktionen und Technologien
   1. 1.1 Einführung
   2. 1.2 Acht wichtige Konzepte der Computerarchitektur
   3. 1.3 Was sich hinter einem Programmverbirgt
   4. 1.4 Unter der Haube
   5. 1.5 Prozessorherstellung und Speichertechnologien
   6. 1.6 Leistung
   7. 1.7 Die Hürde des Stromverbrauchs
   8. 1.8 Der Wechsel von Einzelprozessoren zu Multiprozessoren
   9. 1.9 Fallstudie:Benchmarkingdes Intel Core i7
   10. 1.10 Fallstricke und Trugschlüsse
   11. 1.11 Schlussbetrachtungen
   12. 1.12 Historische Perspektiven und Literaturhinweise
   13. 1.13 Aufgaben
7. 2 Befehle: Die Sprache des Rechners
   1. 2.1 Einführung
   2. 2.2 Operationen der Rechnerhardware
   3. 2.3 Operanden der Rechnerhardware
   4. 2.4 Vorzeichenbehaftete und nicht vorzeichenbehaftete Zahlen
   5. 2.5 Darstellung von Befehlenim Rechner
   6. 2.6 Logische Operationen
   7. 2.7 Befehle zum Treffen von Entscheidungen
   8. 2.8 Unterstützung von Prozeduren durch die Rechnerhardware
   9. 2.9 Kommunikation mit Menschen
   10. 2.10 Umgang mit 32-Bit-Direktoperanden und 32-Bit-Adressen
   11. 2.11 Parallelität und Befehle: Synchronisierung
   12. 2.12 Übersetzen und Starten eines Programms
   13. 2.13 Zusammenfassung am Beispiel eines Sortierprogramms in C
   14. 2.14 Felder und Zeiger im Vergleich
   15. 2.15 Fortgeschrittener Stoff: C-Compiler und Java-Interpreter
   16. 2.16 Fallstudie:ARMv7-Befehle(32Bit)
   17. 2.17 Fallstudie: x86-Befehle
   18. 2.18 Fallstudie:ARMv8-Befehle(64Bit)
   19. 2.19 Fallstricke und Trugschlüsse
   20. 2.20 Schlussbetrachtungen
   21. 2.21 Historische Perspektiven und Literaturhinweise
   22. 2.22 Aufgaben
8. 3 Rechnerarithmetik
   1. 3.1 Einführung
   2. 3.2 Addition und Subtraktion
   3. 3.3 Multiplikation
   4. 3.4 Division
   5. 3.5 Gleitkommaarithmetik
   6. 3.6 Parallelität und Computerarithmetik: Subwort-Parallelität
   7. 3.7 Fallstudie: Streaming-SIMD und Vektorerweiterungen für x86
   8. 3.8 Beschleunigung: Subwort-Parallelität und Matrixmultiplikation
   9. 3.9 Fallstricke und Trugschlüsse
   10. 3.10 Schlussbetrachtungen
   11. 3.11 Historische Perspektiven und Literaturhinweise
   12. 3.12 Aufgaben
9. 4 Der Prozessor
   1. 4.1 Einführung
   2. 4.2 Konventionen für den Entwurf von Logikschaltungen
   3. 4.3 Aufbau eines Datenpfades
   4. 4.4 Eine einfache Implementierungsmethode
   5. 4.5 Übersicht über die Technik des Pipelinings
   6. 4.6 Pipelining von Datenpfad und Steuerwerk
   7. 4.7 Datenkonflikte: Forwarding vs. Stalling
   8. 4.8 Steuerkonflikte
   9. 4.9 Ausnahmebehandlung
   10. 4.10 Parallelität auf Befehlsebene
   11. 4.11 Fallstudie: Die Pipelines beim ARM Cortex-A8 und beim Intel Core i7
   12. 4.12 Schneller werden: Parallelität auf Befehlsebene und Matrixmultiplikation
   13. 4.13 Fortgeschrittener Stoff: Einführung in den Schaltungsentwurf
   14. 4.14 Fallstricke und Trugschlüsse
   15. 4.15 Schlussbetrachtungen
   16. 4.16 Historische Perspektiven und Literaturhinweise
   17. 4.17 Aufgaben
10. 5 Groß und schnell: Ausnutzung der Speicherhierarchie
    1. 5.1 Einführung
    2. 5.2 Speichertechnologien
    3. 5.3 Grundlagen des Cachings
    4. 5.4 Cache-Leistungmessen und verbessern
    5. 5.5 Zuverlässige Speicherhierarchie
    6. 5.6 Virtuelle Maschinen
    7. 5.7 Virtueller Speicher
    8. 5.8 Allgemeines Schema der Speicherhierarchien
    9. 5.9 Steuerung eines einfachen Caches mit einem endlichen Automaten
    10. 5.10 Parallelität und Speicherhierarchien: Cache-Kohärenz
    11. 5.11 Parallelität und Speicherhierarchie: RAID
    12. 5.12 Fortgeschrittener Stoff: Cache-Controller
    13. 5.13 Fallstudie: Speicherhierarchien von ARM Cortex-A8 und Intel Core i7
    14. 5.14 Beschleunigung: Cache-Blocking und Matrixmultiplikation
    15. 5.15 Fallstricke und Trugschlüsse
    16. 5.16 Schlussbetrachtungen
    17. 5.17 Historische Perspektive und Literaturhinweise
    18. 5.18 Aufgaben
11. 6 Parallele Prozessoren: Vom Client zur Cloud
    1. 6.1 Einführung
    2. 6.2 Warum es schwierig ist, parallele Programme zu entwickeln
    3. 6.3 SISD, MIMD, SIMD, SPMD und Vektor
    4. 6.4 Hardwareseitiges Multithreading
    5. 6.5 Multicores. Multiprozessoren mit gemeinsam genutztem Speicher
    6. 6.6 Grafikprozessoren(GPUs) –Einführung
    7. 6.7 Cluster und Warehouse Scale Computer
    8. 6.8 Einführung in Multiprozessor-Netztopologien
    9. 6.9 Kommunikation mit der Außenwelt: Cluster
    10. 6.10 Multiprozessor-Benchmarks und Performanzmodelle
    11. 6.11 Fallstudie: Intel Core i7960 und NVIDIA Tesla
    12. 6.12 Beschleunigung: multiple Prozessoren und Matrixmultiplikation
    13. 6.13 Fallstricke und Trugschlüsse
    14. 6.14 Schlussbetrachtungen
    15. 6.15 Historische Perspektive und Literaturhinweise
    16. 6.16 Aufgaben
12. Fachbegriffe Deutsch – Englisch
    1. Englisch–Deutsch
    2. Deutsch–Englisch
13. APPENDICES
    1. A : Assemblers, Linkers, and the SPIM Simulator
       1. A.1 Introduction . .
       2. A.2 Assemblers
       3. A.3 Linkers
       4. A.4 Loading
       5. A.5 Memory Usage
       6. A.6 Procedure Call Convention
       7. A.7 Exceptions and Interrupts
       8. A.8 Input and Output
       9. A.9 SPIM
       10. A.10 MIPS R2000 Assembly Language
       11. A.11 Concluding Remarks
       12. A.12 Exercises
    2. B: The Basics of Logic Design
       1. B.1 Introduction
       2. B.2 Gates, Truth Tables, and Logic Equations
       3. B.3 Combinational Logic
       4. B.4 Using a Hardware Description Language
       5. B.5 Constructing a Basic Arithmetic Logic Unit
       6. B.6 Faster Addition: Carry Lookahead
       7. B.7 Clocks
       8. B.8 Memory Elements: Flip-Flops, Latches, and Registers
       9. B.9 Memory Elements: SRAMs and DRAMs
       10. B.10 Finite-State Machines
       11. B.11 Timing Methodologies
       12. B.12 Field Programmable Devices
       13. B.13 Concluding Remarks
       14. B.14 Exercises
14. Stichwortverzeichnis
15. Back matter
16. Fußnoten