Overview

""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.

Full Product Details

Author:   Christian Müller-Schloer ,  Ernst Schmitter ,  Christian Muller-Schloer ,  Christian Muller-Schloer
Publisher:   Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. KG
Imprint:   Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. K
Edition:   1991 ed.
Dimensions:   Width: 17.00cm , Height: 3.00cm , Length: 24.20cm
Weight:   1.770kg
ISBN:  

9783540540502

ISBN 10:   3540540504
Pages:   556
Publication Date:   25 July 1991
Audience:   Professional and scholarly ,  Professional & Vocational
Format:   Paperback
Publisher's Status:   Active
Availability:   In Print  
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Language:   German

Table of Contents

1 UEberblick Workstation-Architekturen.- 1.1 Der Trend zur Workstation.- 1.1.1 Dezentralisierung.- 1.1.2 Definition und Abgrenzung.- 1.1.3 Funf Erfolgsfaktoren fur Workstations.- 1.1.4 Das Client-Server-Modell.- 1.2 Einsatz von Workstations.- 1.3 Leistung und Kosten.- 1.3.1 Das Gesetz von Joy.- 1.3.2 Kostenoptimierung oder Leistungsoptimierung?.- 1.3.3 RISC- oder CISC-Workstation?.- 1.4 Markt.- 1.5 Trends.- 1.6 Komponenten einer (RISC-) Workstation - ein UEberblick uber die weiteren Kapitel des Buches.- Literatur.- 2 RISC-Grundlagen.- 2.1 Complex Instruction Set Computer - ein Ruckblick.- 2.1.1 Der Ausgangspunkt.- 2.1.2 Argumente fur grosse Befehlssatze.- 2.1.3 Design-Prinzipien der 70er Jahre.- 2.2 Vom CISC zum RISC.- 2.2.1 AEnderung der Randbedingungen.- 2.2.2 Die RISC-Ursprunge: Neue Design-Prinzipien.- 2.2.3 Befehlssatzvergleich.- 2.3 Die RISC-Philosophie.- 2.3.1 Entwurfsphilosophie.- 2.3.2 Performance als Optimierungsziel.- 2.4 Performance-Berechnung.- 2.4.1 Ideale Performance.- 2.4.2 Reale Performance.- 2.4.3 Beispiele zur Anwendung der Performance-Formel.- 2.4.4 Performance-Einflussfaktoren.- 2.5 RISC-Architektur-Merkmale.- 2.5.1 Ein-Zyklus-Operationen.- 2.5.2 LOAD-STORE-Architektur.- 2.5.3 Lokalhaltung von Daten.- 2.5.4 Befehls-Pipelining und optimierende Compiler.- 2.5.5 Speicherarchitektur.- 2.6 Prozessor-Taxonomie.- 2.6.1 Die Zyklen-MHz-Landkarte.- 2.6.2 Trends.- 2.7 Leistungsreserven.- 2.7.1 Superpipeline-Architektur.- 2.7.2 Superskalare Architektur.- Literatur.- 3 Pipelining.- 3.1 Das Pipeline-Prinzip.- 3.2 Prozessorarchitektur und Befehls-Pipeline.- 3.2.1 Hardware-Belegungsschema.- 3.2.2 Beispiel-Pipeline.- 3.3 Strukturelle Konflikte.- 3.4 Datenkonflikte.- 3.4.1 Loesung durch Software.- 3.4.2 Scoreboarding.- 3.4.3 Forwarding.- 3.4.4 Abwagung Scoreboard gegen Forwarding.- 3.4.5 Ladebefehle.- 3.5 Steuerkonflikte.- 3.5.1 Sprunge.- 3.5.2 Unterbrechungen.- 3.6 Erweiterungen des Pipeline-Konzeptes.- 3.6.1 Superpipelining.- 3.6.2 Superskalar-Architekturen.- 3.7 Kompatibilitat.- Literatur.- 4 Speicherarchitektur.- 4.1 Speicherhierarchie und RISC-Prozessoren.- 4.2 Cache-Speicher.- 4.2.1 Funktionsweise und Aufbau eines Cache.- 4.2.2 Cache-Parameter.- 4.2.3 Cache-Koharenz.- 4.2.4 Optimierung von Rechnersystemen mit Cache-Speichern.- 4.2.5 On-chip Caches.- 4.2.6 Cache-Architekturen bei RISC-Prozessoren.- 4.3 Hauptspeicher.- 4.3.1 DRAM-Bausteine.- 4.3.2 Beschleunigung von Blockzugriffen.- 4.3.3 Aufbau eines DRAM-Moduls.- 4.4 Virtueller Speicher.- 4.4.1 Adressraum.- 4.4.2 Adressabbildung.- 4.4.3 Adressubersetzung.- 4.4.4 Hardware-Unterstutzung fur die Speicherverwaltung.- 4.4.5 Zugriff auf gemeinsame Programm- bzw. Datenbereiche.- 4.4.6 Virtuelle Speicherverwaltung am Beispiel des MIPS R3000.- 4.5 Zusammenfassung.- Literatur.- 5 RISC - Compiler.- 5.1 UEbersicht.- 5.2 Betriebssystemaspekte.- 5.3 Abbildung von Programmiersprachen auf Prozessoren.- 5.4 Compiler fur RISC.- 5.4.1 Einfuhrung.- 5.4.2 RISC aus Compilersicht.- 5.4.3 Optimierungen.- 5.4.4 Registerbelegung.- 5.4.5 Pipeline-Aspekte.- 5.4.6 Compiler fur superlineare Architekturen.- 5.5 Ausblick.- Literatur.- 6 Aktuelle RISC-Prozessoren.- 6.1 Kriterien zur Beurteilung.- 6.1.1 Software.- 6.1.2 Performance-Messung.- 6.1.3 Koprozessorkonzept.- 6.1.4 Multiprozessoranwendungen.- 6.1.5 Register.- 6.1.6 Wortformat.- 6.2 Acorn ARM (VTI VL86C010).- 6.3 AMD 29000.- 6.3.1 Architekturubersicht.- 6.3.2 AAU Am29027.- 6.3.3 MMU.- 6.3.4 Multiprozessoren.- 6.3.5 Software.- 6.4 Clipper.- 6.5 Intel 80860.- 6.5.1 Architekturuberblick.- 6.5.2 FPU auf dem Chip.- 6.5.3 3D-Graphik.- 6.5.4 MMU.- 6.5.5 Multiprozessoren.- 6.5.6 Software.- 6.6 Hewlett-Packard Precision-Architecture.- 6.7 Motorola 88000.- 6.7.1 Architekturubersicht.- 6.7.2 FPU auf dem 88100.- 6.7.3 MC 88200.- 6.7.4 Fehlertoleranz.- 6.7.5 Multiprozessoren.- 6.7.6 Software.- 6.8 MIPS R3000.- 6.8.1 Architekturubersicht.- 6.8.2 MMU auf dem Chip.- 6.8.3 FPA R3010.- 6.8.4 Multiprozessoren.- 6.8.5 Software.- 6.8.6 Support.- 6.9 PRISM.- 6.9.1 Architekturuberblick.- 6.9.2 MMU.- 6.9.3 Graphik.- 6.9.4 Software.- 6.10 RISC System/6000 (IBM POWER).- 6.10.1 Architekturuberblick.- 6.10.2 ICU.- 6.10.3 FXU.- 6.10.3 FPU.- 6.10.4 DCU.- 6.10.5 SCU und Speichermodule.- 6.10.6 I/O-Unit.- 6.10.7 Hardware-Aufwand und Performance.- 6.11 SPARC.- 6.11.1 Architekturubersicht.- 6.11.2 FPU.- 6.11.3 MMU.- 6.11.4 Multiprozessoren.- 6.11.5 Software.- 6.11.6 Support.- Literatur.- 7 Busse.- 7.1 Charakteristika von Bussen.- 7.1.1 Topologie von Kommunikationspfaden.- 7.1.2 Busstrukturen.- 7.1.3 Bushierarchie.- 7.1.4 Busprotokolle.- 7.2 Busmechanik.- 7.3 Busphysik.- 7.3.1 Elektrische Kenngroessen.- 7.3.2 Aspekte der elektrischen Realisierung.- 7.4 Basisfunktionen eines Busses.- 7.4.1 Arbitrierung.- 7.4.2 Transferoperationen.- 7.4.3 Interrupts.- 7.4.4 Spezielle Protokolle.- 7.4.5 Sonstige Signale und Leitungen.- 7.4.6 Fehlerbehandlung.- 7.4.7 Serieller Zusatzbus.- 7.5 Beispiel: Der Multibus I.- 7.6 Trends bei Bussystemen.- 7.6.1 Hoehere Ubertragungsrate.- 7.6.2 Datensicherheit.- 7.6.3 Modularitat und Flexibilitat.- 7.6.4 Standards.- 7.7 UEbersicht: Standardbusse.- 7.7.1 AT-Bus.- 7.7.2 EISA.- 7.7.3 FutureBus.- 7.7.4 Micro Channel.- 7.7.5 Multibus I.- 7.7.6 Multibus II.- 7.7.7 NuBus.- 7.7.8 SBus.- 7.7.9 SCSI.- 7.7.10 VMEbus.- Literatur.- 8 Vernetzung.- 8.1 Einfuhrung.- 8.1.1 Entwicklung vernetzter Rechnerumgebungen.- 8.1.2 Workstations und Vernetzung.- 8.1.3 Klassifikation von Netzwerktypen.- 8.2 Netzwerkarchitektur.- 8.2.1 Topologien von Netzen.- 8.2.2 Das ISO/OSI-Referenzmodell.- 8.2.3 Zugriffssteuerung.- 8.3 Netzwerke.- 8.3.1 Lokale Netzwerke.- 8.3.3 Weitverkehrsnetzwerke.- 8.4 Ausblick.- Literatur.- 9 Graphik.- 9.1 Einfuhrung.- 9.1.1 Historische Entwicklung.- 9.1.2 Anwendungen und ihre Anforderungen.- 9.2 Von einer abstrakten Datenmenge zum Bild.- 9.2.1 Erfassung und Darstellung von Objekten.- 9.2.2 Koordinatensysteme und Koodinatentransformationen.- 9.2.3 Entfernung verdeckter Kanten und Flachen.- 9.2.4 Rendering.- 9.2.5 Bilddarstellung.- 9.2.6 Graphische Standards.- 9.2.7 Anforderungen an die Gesamtarchitektur.- 9.3 Systeme und Klassifizierung.- 9.3.1 Marktentwicklung bei Graphikprozessoren.- 9.3.2 Low End-Graphik.- 9.3.3 Middle Range-Graphik.- 9.3.4 High End-Graphik.- 9.4 Ausblick.- Literatur.- 10 Massenspeicher.- 10.1 Massenspeicher und Speicherhierarchie.- 10.2 Floppy Disk.- 10.2.1 Funktionsprinzipien.- 10.2.2 Datenaufzeichnung.- 10.3 Magnetische Festplatten.- 10.4 Optische Platten.- 10.5 Magnetbander.- 10.5.1 1/4 - Kassetten.- 10.5.2 Digitale Aufzeichnung.- 10.6 Spezielle Loesungen.- 10.6.1 Disk Cache.- 10.6.2 Solid State Disks und Wafer Stack.- 10.7 Neue Massenspeicher.- Literatur.- 11 UNIX als Workstation-Standard.- 11.1 Was ist UNIX?.- 11.2 Entwicklungsgeschichte von UNIX.- 11.3 Standardisierungsbemuhungen.- 11.3.1 Standardisierungsgremien und Realisierung der Standards.- 11.3.2 Standardisierung von Applikationssoftware.- 11.4 Sicherheitsaspekte des UNIX-Systems.- 11.4.1 Sicherheitslucken im UNIX-System.- 11.4.2 Kriterien zur Sicherheit von Rechensystemen.- Literatur.- 12 UNIX aus Benutzersicht.- 12.1 Die Shell.- 12.1.1 Kommandoeingabe.- 12.1.2 Interpretation und Ausfuhrung von Kommandos.- 12.1.3 Einsatz in modernen Systemen.- 12.2 Das X Window System.- 12.2.1 Geschichte und Motivation.- 12.2.2 Aufbau des Systems.- 12.2.3 Eine X-Applikation - der Window Manager.- Literatur.- 13 UNIX aus Systemsicht.- 13.1 Die Architektur von UNIX.- 13.1.1 Die Struktur des Systemkerns.- 13.1.2 Das Prozess-Subsystem von UNIX.- 13.1.3 Das File-Subsystem.- 13.1.4 Das Network Filesystem.- 13.2 Verteilte UNIX-Betriebssystemarchitekturen.- 13.2.1 Netzwerk-Betriebssysteme.- 13.2.2 Verteilte Betriebssysteme.- Literatur.- 14 Ein typisches RISC-System.- 14.1 Die Workstation als System.- 14.2 Der Prozessor der BWS' 91.- 14.2.1 Der Modellprozessor BWSP.- 14.2.2 Architekturalternativen fur den BWSP.- 14.2.3 Standards.- 14.3 Schnelle Speichermedien.- 14.3.1 Caches.- 14.3.2 Hauptspeicher.- 14.4 Massenspeicher.- 14.4.1 Massenspeicher an der BWS' 91.- 14.4.2 Handelsubliche Massenspeicher.- 14.5 Graphik.- 14.6 Langsame Peripherie.- 14.6.1 Serielle Schnittstellen.- 14.6.2 Standard-Busse.- 14.7 Vernetzung und Server.- 14.8 Conclusio.- 15 RISC-Workstations: Produkte.- 15.1 Data General: AViiON - die RISC/UNIX-Rechner.- 15.1.1 Die AViiON RISC/UNIX-Rechnerarchitektur.- 15.1.2 DG/UX das vollsymmetrische UNIX- Mehrprozessorbetriebssystem.- 15.1.3 Zusammenfassung.- 15.1.5 Literatur.- 15.2 Digital Equipment: RISC-Workstations und Server.- 15.2.1 Warum RISC, warum MIPS?.- 15.2.3 RISC-Systeme von Digital Equipment.- 15.2.4 Ausblick.- 15.2.5 Literatur.- 15.3 Hewlett-Packard: Die Arbeitsplatzrechner der Serie 700.- 15.3.1 Ruckblick.- 15.3.2 RISC-Strategie.- 15.3.3 Precision Architecture-RISC.- 15.3.4 HP-Workstation-Serie 700.- 15.3.5 Software.- 15.3.6 Compiler.- 15.3.7 Leistungsdaten.- 15.3.8 Zukunftige Entwicklung.- 15.4 IBM: POWERstation und POWERserver.- 15.4.1 UEberblick.- 15.4.2 Graphik.- 15.4.3 POWER-Architektur.- 15.4.4 AIX Version 3 fur IBM RISC System/6000.- 15.4.5 Schlussbemerkungen.- 15.5.6 Literatur.- 15.5 Siemens Nixdorf: WS30-1000.- 15.5.1 RISC oder CISC?.- 15.5.2 Workstation WS30-1000 von SNI mit RISC-Architektur.- 15.5.3 Workstation WS30-1000: Ganzheitlicher Ansatz.- 15.5.4 Ausblick.- 15.5.4 Literatur.- 15.6 SPARC - RISC-Technolgie und Produkte.- 15.6.1 Sun Microsystem's Strategie.- 15.6.2 Die Sun-Produktfamilie.- Anschriften der Autoren.

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