Verfügbarkeit: Minimale Maschinen

Minimale Maschinen: ein Beitrag zu den Grundlagen der Rechnerarchitektur

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Bibliographische Detailangaben
1. Verfasser:	Matthes, Wolfgang (VerfasserIn)
Format:	Buch
Sprache:	German
Veröffentlicht:	Berlin Logos Verlag [2019]
Schlagworte:	Berechenbarkeit Computerarchitektur Turing-Maschine Universalrechner Turingmaschinen Turing-Vollständigkeit Einfachmaschinen Ressourcenvektormaschinen
Online-Zugang:	Inhaltstext Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis
Beschreibung:	IV, 474 Seiten Illustrationen 24 cm
ISBN:	9783832547769 3832547762

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adam_text	INHALT VORWORT .................................................................................................. 1 1. EINFUEHRUNG ............................................................................................ 7 1.1 GRUNDBEGRIFFE ................................................................................................................. 7 1.2 BERECHENBARKEIT ............................................................................................................ 12 1.2.1 TURINGMASCHINEN ................................................................................................. 12 1.2.2 DIE CHURCH-TURING-THESE ................................................................................... 16 1.2.3 TURING-VOLLSTAENDIGKEIT, ALGORITHMISCHE VOLLSTAENDIGKEIT ................................. 17 1.3 DER UNIVERSALRECHENAUTOMAT ....................................................................................... 17 1.3.1 TURINGMASCHINEN UND RECHENMASCHINEN .......................................................... 17 1.3.2 BERECHENBARKEIT UND PRAKTISCHES RECHNEN ....................................................... 18 1.3.3 FUNKTIONSEINHEITEN .............................................................................................. 20 2. MINIMALPRINZIPIEN DER RECHENTECHNIK............................................... 23 2.1 MINIMALPRINZIPIEN DER TURING-VOLLSTAENDIGKEIT ......................................................... 23 2.2 MINIMALMASCHINEN DER THEORIE .................................................................................. 26 2.2.1 DAS ALGORITHMISCHE SCHEMA VON POST ALS GRUNDLAGE DES UNIVERSALRECHNERS .26 2.2.2 EINE ERSTE FIKTIVE MASCHINE ............................................................................... 28 2.2.3 MASCHINEN DER MATHEMATISCHEN GRUNDLAGENFORSCHUNG ................................... 29 2.2.4 RECHNENDE UNIVERSALMASCHINEN ........................................................................ 33 2.2.5 DIE MINIMALMASCHINE NACH VAN DER POEL .......................................................... 38 2.2.6 MUSS MAN UEBERHAUPT VERZWEIGEN? - DIE BEDINGTE BEFEHLSAUSFUEHRUNG ............ 40 2.2.7 MUSS MAN UEBERHAUPT RECHNEN? ............................................................................ 43 2.2.8 UNIVERSALRECHNER VERBESSERN? ........................................................................... 47 2.3 MINIMALMASCHINEN DER PRAXIS .................................................................................... 49 2.3.1 EINFACHMASCHINEN ............................................................................................... 49 2.3.2 MOEGLICHST WENIGE BEFEHLE .................................................................................. 51 2.3.3 EINFACHSTE BEFEHLSFORMATE .................................................................................. 63 3. TURINGMASCHINEN.................................................................................. 73 3.1 HYPOTHETISCHE UND FIKTIVE TURINGMASCHINEN ............................................................ 73 3.2 TURINGMASCHINEN IN DER GRUNDLAGENFORSCHUNG ......................................................... 77 3.3 SPEZIELLE TURINGMASCHINEN .......................................................................................... 80 3.4 UNIVERSELLE TURINGMASCHINEN ..................................................................................... 84 4. ZUR BEGRUENDUNG DES UNIVERSALRECHNERS............................................. 95 4.1 ENTWICKLUNGSWEGE ........................................................................................................ 95 4.2 FIKTIVE TURINGMASCHINEN ............................................................................................. 98 4.2.1 DIE TURING-VOLLSTAENDIGKEIT NACHWEISEN ............................................................ 98 4.2.2 EINE DEFINITION DER TURING-VOLLSTAENDIGKEIT ....................................................... 99 4.2.3 DEN STEUERAUTOMATEN IMPLEMENTIEREN .............................................................. 100 4.2.4 EFFEKTIVE TURINGMASCHINEN ............................................................................... 103 I I NHALT 4.2.5 DIE UNIVERSELLE TURINGMASCHINE ABWANDELN .................................................. 106 4.2.6 TURINGMASCHINEN MIT ADRESSIERBAREM SPEICHER ............................................... 109 4.2.7 TURINGMASCHINEN MIT ASSOZIATIVSPEICHER ...................................................... 112 4.2.8 EINE TURINGMASCHINE MIT EINADRESSBEFEHLEN ................................................... 114 4.3 DIE TURINGMASCHINE ALS GRUNDLAGE DES PRAXISBRAUCHBAREN UNIVERSALRECHNERS .... 125 4.3.1 WIE DIE TURINGMASCHINE RECHNET, OBWOHL SIE ES NICHT KANN .......................... 125 4.3.2 TURINGMASCHINEN, DIE RECHNEN KOENNEN ............................................................. 130 4.3.3 BRAUCHBARE OPERATIONEN .................................................................................... 138 4.3.4 DER UEBERGANG ZUM EINADRESS-UNIVERSALRECHNER .............................................. 140 4.3.5 VON DER TURINGMASCHINE ZUM UNIVERSALRECHNER ............................................. 148 4.4 VOM FUNKTIONSZUORDNER ZUM UNIVERSALRECHNER ...................................................... 152 4.4.1 DER FUNKTIONSZUORDNER ALS ALTERNATIVE MODELLVORSTELLUNG ............................. 152 4.4.2 ABSCHNITTSWEISE ZUORDNUNG ............................................................................. 154 4.4.3 WAEHLBARE OPERATIONEN ....................................................................................... 154 4.4.4 GEMEINSAME SPEICHER - DIE REGISTERMASCHINE ............................................... 156 4.4.5 DIE UNIVERSALMASCHINE ...................................................................................... 159 4.5 TURINGMASCHINE UND FUNKTIONSZUORDNER .................................................................. 160 5. EINFACHMASCHINEN ................................................................................ 163 5.1 GRUNDLAGEN ................................................................................................................... 163 5.1.1 ENTWICKLUNGSZIELE ............................................................................................. 163 5.1.2 WORTLAENGE UND VERARBEITUNGSBREITE ................................................................. 164 5.1.3 DAS RECHENWERK (DIE ALU) ............................................................................. 165 5.1.4 REGISTER IN DER ARCHITEKTUR, REGISTER IN DER SCHALTUNG .................................. 167 5.2 EINFACHE EINADRESSMASCHINEN ..................................................................................... 169 5.2.1 EINE FIKTIVE EINADRESSMASCHINE ......................................................................... 169 5.2.2 DIE BEFEHLSFORMATE DER EINADRESSMASCHINEN ................................................... 170 5.2.3 BINAERE UND ANALYTISCHE CODIERUNG ................................................................... 172 5.2.4 BEFEHLSABLAEUFE .................................................................................................... 173 5.2.5 DIE EINADRESSMASCHINE MIT AKKUMULATOR ........................................................ 178 5.2.6 AKKUMULATOR ODER ARBEITSREGISTER? .................................................................. 180 5.3 STACKMASCHINEN ........................................................................................................... 181 5.3.1 DER STACK ............................................................................................................ 181 5.3.2 OPERATIONSBEFEHLE .............................................................................................. 182 5.3.3 DIE UMGEKEHRTE POLNISCHE NOTATION (RPN) ..................................................... 183 5.3.4 STACKS IN DER RECHNERARCHITEKTUR ...................................................................... 186 5.3.5 STACKS IMPLEMENTIEREN ...................................................................................... 187 5.3.6 EINFACHE UND KOMPLEXE STACKMASCHINEN ........................................................ 189 5.4 DIE EINFACHMASCHINE WIRD PRAXISBRAUCHBAR ............................................................. 195 5.4.1 ADRESSRECHNUNG ................................................................................................... 195 5.4.2 BEFEHLSADRESSIERUNG ........................................................................................... 209 I NHALT 5.4.3 ADRESSVERLAENGERUNG ........................................................................................... 210 5.4.4 BANKADRESSIERUNG .............................................................................................. 213 5.4.5 ZUGRIFFSTABELLEN ................................................................................................. 222 5.4.6 ADRESSVERLAENGERUNG DURCH ERWEITERUNG DER MASCHINENARCHITEKTUR .............. 225 5.4.7 ADRESSVERLAENGERUNG AUSSERHALB DER MASCHINENARCHITEKTUR .............................229 5.4.8 UNTERPROGRAMME ............................................................................................... 232 5.4.9 UNTERBRECHUNGEN (INTERRUPTS) .......................................................................... 243 5.4.10 EIN- UND AUSGABE ........................................................................................... 252 5.4.11 WEITERENTWICKELTE AKKUMULATORMASCHINEN .................................................. 257 6. ARCHITEKTURBEISPIELE.......................................................................... 263 6.1 MASCHINEN AUS PRINCETON ........................................................................................... 263 6.2 TXO .............................................................................................................................. 268 6.3 CDC 160 ..................................................................................................................... 271 6.4 PDP-8 .......................................................................................................................... 275 6.5 DATA GENERAL NOVA .................................................................................................... 281 6.6 CDC 1700 ................................................................................................................... 287 6.7 MIKROPROGRAMMSTEUERWERKE UND MIKROBEFEHLE ..................................................... 293 6.7.1 MIKROPROGRAMMSTEUERWERKE ........................................................................... 293 6.7.2 DIE MIKROBEFEHLSFORMATE DER BEISPIELE .......................................................... 297 6.7.3 MICRODATA MICRO 800 ........................................................................................ 299 6.7.4 IBM 360/25 ........................................................................................................ 305 6.7.5 BURROUGHS B1700 .............................................................................................. 309 6.7.6 INTERNATIONAL META SYSTEMS MAX 2 ................................................................ 319 7. NEUE EINFACHMASCHINEN.................................................................... 329 7.1 ZEITGEMAESSE WIRKPRINZIPIEN ....................................................................................... 329 7.1.1 DATENSTRUKTUREN ................................................................................................. 330 7.1.2 BEFEHLSWIRKUNGEN ............................................................................................. 331 7.1.3 ADRESSIERUNG UND ADRESSRECHNUNG ................................................................... 332 7.2 EINFACHMASCHINEN SYSTEMATISCH ENTWICKELN ........................................................... 351 7.2.1 MIT DER TURINGMASCHINE BEGINNEN ................................................................... 352 7.2.2 RESSOURCENVEKTORMASCHINEN ............................................................................ 353 7.2.3 RESSOURCENVEKTORMASCHINEN BAUEN .................................................................. 358 7.2.4 LANGE UND KURZE BEFEHLE ................................................................................. 364 7.3 EINFACHE RESSOURCENVEKTORMASCHINEN ..................................................................... 373 7.3.1 GRUNDSAETZE DER ARCHITEKTURGESTALTUNG ............................................................ 373 7.3.2 INFORMATIONSSTRUKTUREN ..................................................................................... 379 7.3.3 DER RESSOURCENVEKTOR .......................................................................................382 7.3.4 PRAXISVERBESSERUNGEN ....................................................................................... 385 7.3.5 BEFEHLSFORMATE UND BEFEHLSWIRKUNGEN .......................................................... 386 I NHALT 7.4 MASCHINEN MIT KURZEN UND LANGEN BEFEHLEN ............................................................ 400 7.4.1 GANZ KURZE BEFEHLE ........................................................................................... 400 7.4.2 KURZE UND LANGE BEFEHLE .................................................................................. 405 7.4.3 GANZ LANGE BEFEHLE ........................................................................................... 406 7.4.4 KURZE BEFEHLE BESSER AUSNUTZEN .......................................................................407 7.4.5 KURZE ADRESSEN BESSER AUSNUTZEN ................................................................... 410 7.5 MASCHINENBEFEHLE UND MIKROBEFEHLE .......................................................................412 7.5.1 MIKROBEFEHLE IN DER ANWENDUNGSPROGRAMMIERUNG .......................................412 7.5.2 MIKROBEFEHLE UND RISC-BEFEHLE .................................................................... 413 7.5.3 VOM MIKROPROGRAMMSTEUERWERK ZUM UNIVERSALRECHNER ............................. 414 7.5.4 MIKROBEFEHLE ALS MASCHINENBEFEHLE ............................................................... 422 ANHANG 1 DAS C/UNIX-STACKMODELL ........................................................ 431 ANHANG 2 DAS X86-REGISTERMODELL .......................................................... 436 ANHANG 3 DAS CODIERUNGSVERMOEGEN EINFACHER BEFEHLSFORMATE .......... 437 ANHANG 4 BEFEHLSWIRKUNGEN ................................................................... 440 4.1 OPERATIONSBEFEHLE MIT ZWEI OPERANDEN ...................................................... 440 4.2 OPERATIONSBEFEHLE MIT EINEM OPERANDEN ................................................... 441 4.3 VERSCHIEBEN UND ROTIEREN IM A-REGISTER ................................................... 441 4.4 VERSCHIEBEN UND ROTIEREN IN A UND MQ (64 BITS) ..................................... 441 4.5 VERSCHIEBEN UND ROTIEREN IN A, AUX UND MQ (96 BITS) ....................... 442 4.6 VERSCHIEBEN UND ROTIEREN DES OPERANDEN ................................................. 442 4.7 BITBEFEHLE MIT ZWEI OPERANDEN ................................................................... 443 4.8 BITBEFEHLE MIT EINEM OPERANDEN ................................................................. 444 4.9 SPEZIELLE BITBEFEHLE ...................................................................................... 445 4.10 TRANSPORTBEFEHLE ......................................................................................... 446 4.11 REGISTERRECHENBEFEHLE ................................................................................ 446 4.12 VERZWEIGEN, UNTERPROGRAMMRUF, RUECKKEHR ............................................. 447 4.13 STEUERBEFEHLE (AUSWAHL) ............................................................................ 448 4.14 E-A-BEFEHLE .................................................................................................449 4.15 16-BIT-BEFEHLE MIT 6-BIT-OPERATIONSCODE (KURZBEFEHLE) ........................ 449 4.16 DER STACKMECHANISMUS .............................................................................. 450 LITERATUR- UND QUELLENVERZEICHNIS .......................................................... 453 INDEX .......................................................................................................... 465
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Verfügbarkeit

Beschreibung

THWS Schweinfurt Zentralbibliothek Lesesaal

Bestandesangaben von THWS Schweinfurt Zentralbibliothek Lesesaal
Signatur:	2000 ST 150 M436
Exemplar 1	ausleihbar Verfügbar Bestellen

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