Rechnerarchitektur als Technikwissenschaft:
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| Format: | Book |
| Language: | German |
| Published: |
Berlin
Logos Verlag
[2023]
|
| Series: | Ressourcen-Algebra: Versuch einer alternativen Grundlegung der Rechnerarchitektur
Band 1 |
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| Online Access: | Inhaltstext Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis |
| Physical Description: | IV, 424 Seiten Illustrationen 24 cm |
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INHALT
VORWORT
.
1
1.
EINFUEHRUNG
.
11
1.1
WOMIT
BEFASST
SICH
DIE
RECHNERARCHITEKTUR?
.
11
1.2
DEN
ARCHITEKTURBEGRIFF
VERALLGEMEINERN
.
15
1.3
RECHNERARCHITEKTUR
ALS
TECHNIKWISSENSCHAFT
.
17
1.4
GRUNDBEGRIFFE
.
22
1.4.1
PROGRAMMIERMODELL
.
22
1.4.2
ANWENDUNGSPROGRAMMSCHNITTSTELLE
(API)
.
22
1.4.3
ARCHITEKTURMERKMALE
.
23
1.4.4
ARCHITEKTUREBENEN
.
26
1.4.5
OBERFLAECHENSTRUKTUREN
UND
TIEFENSTRUKTUREN
.
31
1.4.6
FEINSTRUKTURANALYSE
.
32
1.4.7
PRAXISVERBESSERUNG
.
34
1.4.8
BERECHENBARKEIT,
TURING-VOLLSTAENDIGKEIT
.
34
2.
RECHNERARCHITEKTUR
ALS
RESSOURCEN-ALGEBRA
.
37
2.1
EINFUEHRUNG
.
37
2.2
MASCHINEN
BESTEHEN
AUS
RESSOURCEN
.
39
2.3
ALTERNATIVE
ENTWURFSGEDANKEN
.
45
2.3.1
AUF
DIE
RESSOURCEN
KOMMT
ES
AN
.
45
2.3.2
RESSOURCEN-ALGEBRA
ALS
GRUNDLAGE
DER
RECHNERARCHITEKTUR
.
47
2.3.3
ZWEI
ARCHITEKTURGEDANKEN
.
52
2.4
RESSOURCENVEKTORMASCHINEN
.
55
2.5
REAL
COMPUTER
ARCHITECTURE
.
64
2.5.1
ELEMENTARE
RESSOURCEN
.
64
2.5.2
OPERATOREN
.
67
2.5.3
DIE
PLATTFORM
.
71
2.5.4
RESSOURCEN
UND
SPEICHER
.
72
2.5.5
AUS
RESSOURCEN
UNIVERSALMASCHINEN
BAUEN
.
74
2.5.6
REAL-MASCHINEN
PROGRAMMIEREN
.
79
2.5.7
GRUNDSAETZLICHE
TOPOLOGIEN
.
82
2.6
RESSOURCEN-ALGEBRA
UND HERKOEMMLICHE
PROZESSOREN
.
87
2.7
RESSOURCEN-ALGEBRA
UND
ANWENDUNGSPROGRAMMIERUNG
.
93
2.8
RESSOURCEN-ALGEBRA
UND
ARCHITEKTURENTWICKLUNG
.
94
3.
RECHNERARCHITEKTUR
UND
PROGRAMMIERUNG
.
101
3.1
MASCHINEN
PROGRAMMIEREN
UND
BAUEN
.
101
3.1.1
MASCHINEN
PROGRAMMIEREN
.
101
3.1.2
MASCHINEN
BAUEN
.
101
3.1.3
ZWEI
ARTEN
DER
PROGRAMMIERUNG
.
102
3.1.4
BEIDE
ARTEN
DER
PROGRAMMIERUNG
UNTERSTUETZEN
.
106
3.1.5
EBENEN
DER
PROGRAMMIERUNG
.
108
3.2
MASCHINEN
DER
THEORIE,
MASCHINEN
DER
PRAXIS
.
114
3.2.1
REALE
MASCHINEN
.
114
3.2.2
FIKTIVE
MASCHINEN
.
114
3.2.3
VIRTUELLE
MASCHINEN
.
115
3.2.4
HYPOTHETISCHE
MASCHINEN
.
116
3.2.5
ABSTRAKTE
MASCHINEN
.
116
3.2.6
VERGEGENSTAENDLICHTE
ABSTRAKTIONEN
.
117
3.2.7
FIKTIVE
MASCHINEN
ALS
ZWISCHENGEORDNETE
ARCHITEKTUREBENEN
.
118
3.3
ARCHITEKTUREN
DEFINIEREN
.
120
3.4
HARDWARE
ODER
SOFTWARE?
.
127
3.5
EINFACHE
UND
KOMPLEXE
PROGRAMMSCHNITTSTELLEN
.
134
3.6
HERKOEMMLICHE
UND
ALTERNATIVE
ARCHITEKTURENTWICKLUNG
.
144
4.
RECHNERARCHITEKTUR
UND
MATHEMATIK
.
149
4.1
DIE
GRUNDLAGENWISSENSCHAFT
.
149
4.2
SCHLIESSEN
UND
BEWEISEN
.
150
4.3
AXIOMATISIERUNG
.
152
4.4
ALGEBRAISCHE
MODELLIERUNG
.
161
4.5
LINEARE
OPTIMIERUNG
.
163
4.5.1
DIE
LINEARE
OPTIMIERUNG
ANWENDEN
.
164
4.5.2
MASCHINEN
EINER
EIGENEN
ARCHITEKTUR
OPTIMIEREN
.
167
4.5.3
HERKOEMMLICHE
ARCHITEKTUREN
UND
MASCHINEN
OPTIMIEREN
.
169
4.5.4
HERKOEMMLICHE
ARCHITEKTURMERKMALE
OPTIMIEREN
.
169
4.5.5
DIE
RESSOURCENAUSSTATTUNG
OPTIMIEREN
.
172
4.5.6
DEN
BEFEHLSSATZ
OPTIMIEREN
.
174
4.5.7
DIE
NUTZUNG
DER
RESSOURCEN
OPTIMIEREN
.
175
5.
GRUNDLAGEN
DER
FORMALBESCHREIBUNG
.
179
5.1
THEORIE
UND
PRAXIS
.
179
5.2
FUNKTION
UND
STRUKTUR
.
183
5.3
BEGRUENDUNGEN
.
187
5.4
ALGORITHMEN
.
190
5.5
INFORMATIONSSTRUKTUREN
.
192
5.6
RESSOURCEN
.
193
5.7
ARCHITEKTUREN
.
200
5.7.1
UMGANGSSPRACHLICHE
UND
FORMALE
BESCHREIBUNG
.
200
5.7.2
DIE
UNIVERSELLE
ALGEBRA
ALS
GRUNDLAGE
DER
FORMALBESCHREIBUNG
.
202
5.7.3
ARCHITEKTUREN
FORMAL
DEFINIEREN
.
203
5.8
SCHALTUNGEN
.
204
5.8.1
STRUKTURGRAPHEN
.
205
5.8.2
FUNKTION
UND
STRUKTUR
.
206
5.8.3
ABBILDUNGSFRAGEN
.
209
6.
BEGRUENDUNGEN
.
211
6.1
BEGRUENDUNGSBEDUERFNISSE
UND
BEGRUENDUNGSWEGE
.
211
6.2
HYPOTHETISCHE
UND
FIKTIVE
MASCHINEN
.
217
6.2.1
TURINGMASCHINEN
.
217
6.2.2
DAS
ALGORITHMISCHE
SCHEMA
VON
EMIL
POST
.
232
6.2.3
MASCHINEN
DER
MATHEMATISCHEN
GRUNDLAGENFORSCHUNG
.
234
6.3
DIE
TURING-VOLLSTAENDIGKEIT
NACHWEISEN
.
238
6.4
VON
DER
TURINGMASCHINE
ZUM
UNIVERSALRECHNER
.
246
6.4.1
TURINGMASCHINEN MIT
ADRESSIERBAREN
SPEICHERN
.
246
6.4.2
TURINGMASCHINEN
MIT
EINADRESSBEFEHLEN
.
251
6.4.3
TURINGMASCHINEN,
DIE
RECHNEN
KOENNEN
.
253
6.4.4
DIE
TURINGMASCHINE
WIRD
ZUM
UNIVERSALRECHNER
.
261
6.4.5
TURINGMASCHINE
UND
UNIVERSALRECHNER
.
264
6.4.6
NICHTDETERMINISTISCHE
TURINGMASCHINEN
.
265
6.5
VOM
FUNKTIONSZUORDNER
ZUM
UNIVERSALRECHNER
.
266
6.5.1
DER
FUNKTIONSZUORDNER
ALS
ALTERNATIVE
MODELLVORSTELLUNG
.
266
6.5.2
ABSCHNITTSWEISE
ZUORDNUNG
.
268
6.5.3
WAEHLBARE
OPERATIONEN
.
270
6.5.4
REGISTERMASCHINE
.
271
6.5.5
BEDINGTE
ABLAUFSTEUERUNG
.
271
6.5.6
STEUERSPEICHER
.
272
6.5.7
DER
GEMEINSAME
SPEICHER
.
273
6.5.8
DIE
UNIVERSALMASCHINE
.
274
6.5.9
TURINGMASCHINE
UND
FUNKTIONSZUORDNER
.
275
6.6
VON
DER
GOTO-MASCHINE
ZUM
UNIVERSALRECHNER
.
277
6.7
BRAUCHBARE
UNIVERSALRECHNER
.
282
6.7.1
EINFACHE
MASCHINEN
.
283
6.7.2
ENTWICKLUNGSWEGE
ZUM
HOCHLEISTUNGSPROZESSOR
.
285
6.7.3
RESSOURCENVEKTORMASCHINEN
.
286
6.8
DIE
REAL-ARCHITEKTUR
BEGRUENDEN
.
287
6.8.1
VON
DER
TURINGMASCHINE
ZUR
REAL-MASCHINE
.
287
6.8.2
VON
DER
GOTO-REGISTERMASCHINE
ZUR
REAL-MASCHINE
.
290
6.8.3
VOM
UNIVERSALRECHNER
ZUR
REAL-MASCHINE
.
291
6.8.4
MASCHINEN
UND
PROGRAMMZUSTAENDE
.
299
6.8.5
DIE
GEGENPROBE
.
309
7.
GRUNDLAGEN
DER
BEWERTUNG
.
313
7.1
DIE
VERARBEITUNGSLEISTUNG
BEWERTEN
.
313
7.1.1
DIE
ABSOLUTE
GRENZE
DES
LEISTUNGSVERMOEGENS
.
313
7.1.2
DIE
AUSFUEHRUNGSZEIT
ALS
LEISTUNGSKENNWERT
.
317
7.1.3
PROZESSOREN
AUF
HERKOEMMLICHE
WEISE
BEWERTEN
.
318
7.1.4
PROZESSOREN,
DIE
MASCHINENBEFEHLE
AUSFUEHREN
.
320
7.1.5
PROZESSOREN
BEWERTEN,
DIE
AUS
RESSOURCEN
BESTEHEN
.
328
7.1.6
EIN
GRUNDSAETZLICHES
LEISTUNGSMASS
.
332
7.1.7
DIE
LEISTUNG
MESSEN
.
335
7.2
ALGORITHMEN
BEWERTEN:
DIE
IMPLEMENTIERUNGSEFFIZIENZ
.
338
7.3
ENTWURFSLOESUNGEN
UND
AUFWENDUNGEN
BEWERTEN
.
352
7.3.1
DIE
AUFWANDSEFFIZIENZ
.
353
7.3.2
DIE
SKALIERUNGSEFFIZIENZ
.
357
7.3.3
DER
WIRKUNGSGRAD
.
360
7.3.4
UNIVERSELLE
MASCHINEN
ENTWERFEN
.
361
7.4
SCHALTUNGSENTWUERFE
BEWERTEN
.
362
ANHANG
1
ANMERKUNGEN
UND
ZITATE
.
365
1.1
RECHNERARCHITEKTUR
ALS
TECHNIKWISSENSCHAFT
.
365
1.2
MATHEMATIK
UND
PRAXIS
.
366
1.3
AN
DIE
NACHWELT
UEBERLIEFERN
.
369
1.4
PASIGRAPHIE
.
371
ANHANG
2
EINZELHEITEN
FIKTIVER
MASCHINEN
.
374
2.1
STEUERAUTOMAT
MIT
ZUSTANDSFOLGETABELLE
.
374
2.2
TURINGMASCHINEN
MIT
ADRESSIERBAREN
SPEICHERN
.
375
2.2.1
TURINGMASCHINE
MIT
STEUERSPEICHER
UND
ARBEITSSPEICHER
.
375
2.2.2
TURINGMASCHINE
MIT
EINEM
GEMEINSAMEN
SPEICHER
.
376
2.3
TURING-EINADRESSMASCHINEN
.
377
2.3.1
TURING-EINADRESSMASCHINE
MIT
ADRESSIERBAREM
SPEICHER
.
377
2.3.2
TURING-EINADRESSMASCHINE
MIT
INDIREKTER
ADRESSIERUNG
.
382
2.3.3
TURING-EINADRESSMASCHINE
MIT
RECHENWERK
.
383
2.4
EINADRESS-UNIVERSALMASCHINEN
.
386
2.4.1
DER
UMBAU
AUS
DER
TURINGMASCHINE
.
386
2.4.2
EINADRESS-AKKUMULATORMASCHINEN
.
390
ANHANG
3
FUNKTIONSZUORDNER
.
397
3.1
ZUORDNERSPEICHER
FUER
BOOLESCHE
VERKNUEPFUNGEN
.
397
3.2
ZUORDNERSPEICHER
FUER
KOMPLEXERE
AUFGABEN
.
397
ANHANG
4
BEFEHLE,
REGISTER,
RESSOURCEN
.
399
4.1
BEFEHLE
IN
HERKOEMMLICHEN
ARCHITEKTUREN
.
399
4.2
EINSCHRAENKUNGEN
DER
REGISTERNUTZUNG
.
401
4.3
RESSOURCENVEKTOR
UND
REAL-MASCHINEN
GEWINNEN
.
401
LITERATUR
UND
QUELLENVERZEICHNIS
.
403
INDEX
.
413 |
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