Rechnerorganisation und -entwurf

zu den Herausgebern der deutschen Ausgabe: Prof. Dr. Arndt Bode wurde 1987 auf den Lehrstuhl für Rechnertechnik und Rechnerorganisation in der Fakultät für Informatik der TUM berufen. Seine wichtigsten Arbeitsgebiete sind technische Informatik, Rechnerarchitektur, Supercomputer, parallele und verteilte Systeme, Entwicklungswerkzeuge sowie verteilte Anwendungen. Daneben gilt sein besonderes Engagement der fachübergreifenden Kooperation in Forschung und Lehre für Informatikprodukte, der Standardisierung von Grundsoftware für parallele und verteilte Systeme sowie dem Technologietransfer. Von Bodes hoher wissenschaftlicher Qualifikation zeugen über 200 Fachpublikationen, darunter Bücher über Rechnerarchitektur, Mikroprogrammierung, Mikroprozessoren und Anwendungen. Diese wurde unter anderem honoriert mit dem "Fellowship des Department of Employment, Education and Training", Canberra, Australien, dem "Best University Research Demonstration Award CONPAR 1990", Zürich und dem "Award for Online Visualization, CONPAR 90", ETH Zürich. Bode ist auch Herausgeber verschiedener nationaler und internationaler Buchreihen und wissenschaftlicher Zeitschriften, seit 1999 Hauptherausgeber des Informatik-Spektrum, Springer Verlag. Bode ist national und international ein sehr gefragter Gutachter und Mitglied in zahlreichen Fachgesellschaften. Seit 1994 gehört er der Kommission für Informatik der Bayerischen Akademie der Wissenschaften an, seit 1999 der Kommission für Rechenanlagen der Deutschen Forschungsgemeinschaft. Ebenso übt er zahlreiche Tätigkeiten als Berater für nationale und internationale Unternehmen aus. Im Februar 2005 ist Prof. Bode für weitere drei Jahre in seinem Amt als Vizepräsident und CIO der TU München bestätigt worden. Prof. Dr. Wolfgang Karl ist seit 2003 Professor für Entwurf von Systemen in Hardware / Organisation Innovativer Rechnerstrukturen am Institut für Technische Informatik der Universität Karlsruhe (TH). Der Schwerpunkt seiner wissenschaftlichen Interessen liegt auf dem Gebiet der Rechnerarchitektur, insbesondere dem Entwurf und der Organisation paralleler Systeme, ihrer Programmierung und ihrer Werkzeuge, Prozessorarchitekturen sowie dem Entwurf eingebetteter Systeme. Wolfgang Karl ist Autor von über 80 Fachpublikationen, darunter Monographien und Veröffentlichungen in Buchreihen und wissenschaftlichen Zeitschriften. Prof. Dr. Theo Ungerer ist Professor für Systemnahe Informatik mit Schwerpunkt Kommunikationssysteme und Internet-Anwendungen am Institut für Informatik der Universität Augsburg. Zudem ist er wissenschaftlicher Direktor des Rechenzentrums und Mitglied des Lenkungsrates des IT-Servicezentrums der Universität Augsburg. Seine wissenschaftlichen Interessen gelten den Gebieten der Prozessorarchitektur sowie der eingebetteten und ubiquitären Systeme. Theo Ungerer hat über 150 wissenschaftliche Publikationen und 6 Fachbücher veröffentlicht. Er ist Mitglied des Lenkungsrates und deutscher Koordinator des EU-Exzellenznetzwerkes HiPEAC- High Performance Embedded Architectures and Compilers. zu den Autoren der Originalausgabe: Dr. David Patterson (University of California, Berkeley) David A. Patterson machte als Erster seiner Familie einen College-Abschluss (1969 A.B UCLA), was ihm so gut gefiel, dass er erst mit dem PhD (1976 UCLA) wieder aufhörte. Nach 4 Jahren bei Hughes Aircraft, wo er einen Wafer-Scale-Computer entwickelte, kam er 1977 an die U.C. Berkeley. 1979 verbrachte er bei DEC mit der Arbeit am VAX-Minicomputer. Er und seine Kollegen entwickelten später den RISC-Computer (Reduced Instruction Set Computer). Vereinte Kräfte zusammen mit der 801 von IBM und den MIPS-Projekten von Stanford halfen, RISC weit zu verbreiten. 1984 beauftragte ihn Sun Microsystems mit der Entwicklung der SPARC-Architekur. 1987 fragten sich Patterson und seine Kollegen, ob es möglich wäre, aus den neuen PC-Festplatten zuverlässige Speichersystem

Vorwort

1 Grundlegende Ideen, Technologien und Komponenten
1.1 Einführung
1.2 Das verbirgt sich hinter einem Programm
1.3 Unter der Gehäuseabdeckung
1.4 Fallstudien: Herstellung von Pentium-4-Chips
1.5 Fallstricke und Fehlschlüsse
1.6 Schlussbetrachtungen
1.7 Historische Perspektiven und Literaturhinweise
1.8 Aufgaben

2 Befehle: Die Sprache des Rechners
2.1 Einführung
2.2 Operationen der Rechnerhardware
2.3 Operanden der Rechnerhardware
2.4 Darstellung von Befehlen im Rechner
2.5 Logische Operationen
2.6 Befehle zum Treffen von Entscheidungen
2.7 Unterstützung von Prozeduren durch die Rechnerhardware
2.8 Kommunikation mit Menschen
2.9 Umgang mit 32-Bit-Direktoperanden und 32-Bit-Adressen
2.10 Übersetzen und Starten eines Programms
2.11 Optimierung durch den Compiler
2.12 Wie arbeiten Compiler: Eine Einführung
2.13 Zusammenfassung am Beispiel eines Sortierprogramms in C
2.14 Implementierung einer objektorientierten Programmiersprache
2.15 Felder und Zeiger im Vergleich
2.16 Fallstudien: IA-32-Befehle
2.17 Fallstricke und Fehlschlüsse
2.18 Schlussbetrachtungen