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By Matthias Menge

Das Buch behandelt die in modernen Hochleistungsprozessoren zum Einsatz kommenden Techniken. Nach einer einf?hrenden Beschreibung von Programmiermodellen werden zun?chst skalare Prozessoren, die Mikroprogrammierung und die Flie?bandverarbeitung diskutiert. Die in operationsparallel arbeitenden Prozessoren angewandten Prinzipien kommen zur Sprache. Dabei werden die Multimedia-Einheiten (SIMD-Einheiten), Feldrechner, Vektorrechner, Signalprozessoren, VLIW-Prozessoren und Prozessoren mit kontrollflussgesteuertem Datenfluss er?rtert – zum Teil auch unter Einbeziehung der bei diesen Verfahren bedeutsamen ?bersetzerbautechniken. Im Zusammenhang mit den ebenfalls behandelten superskalaren Prozessoren werden die g?ngigen Verfahren zur Operationsparallelisierung, zum Reordering von Befehlen, zur Datenflussspekulation und zur Kontrollflussspekulation beschrieben. Zum Abschluss besch?ftigt sich das Buch mit Techniken zum Aufbau von im Hardware/Software-Codedesign arbeitenden Prozessoren. Die einzelnen Kapitel sind so aufgebaut, dass zun?chst die Idee eines Prinzips sowie eine Umsetzung beschrieben wird. Anschlie?end werden Schwachstellen herausgearbeitet und darauf aufbauend verbesserte Umsetzungen pr?sentiert. Das Buch vermittelt nicht nur die Ideen der im Prozessorbau zum Einsatz kommenden Verfahren, sondern insbesondere die f?r eine Umsetzung erforderlichen info, die vielfach bis hinab zur Registertransferschaltung f?hren. Es enth?lt zahlreiche Bilder bzw. Tabellen und Beispiele.

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Das Buch behandelt die in modernen Hochleistungsprozessoren zum Einsatz kommenden Techniken. Nach einer einf?hrenden Beschreibung von Programmiermodellen werden zun?chst skalare Prozessoren, die Mikroprogrammierung und die Flie?bandverarbeitung diskutiert. Die in operationsparallel arbeitenden Prozessoren angewandten Prinzipien kommen zur Sprache. Dabei werden die Multimedia-Einheiten (SIMD-Einheiten), Feldrechner, Vektorrechner, Signalprozessoren, VLIW-Prozessoren und Prozessoren mit kontrollflussgesteuertem Datenfluss er?rtert – zum Teil auch unter Einbeziehung der bei diesen Verfahren bedeutsamen ?bersetzerbautechniken. Im Zusammenhang mit den ebenfalls behandelten superskalaren Prozessoren werden die g?ngigen Verfahren zur Operationsparallelisierung, zum Reordering von Befehlen, zur Datenflussspekulation und zur Kontrollflussspekulation beschrieben. Zum Abschluss besch?ftigt sich das Buch mit Techniken zum Aufbau von im Hardware/Software-Codedesign arbeitenden Prozessoren. Die einzelnen Kapitel sind so aufgebaut, dass zun?chst die Idee eines Prinzips sowie eine Umsetzung beschrieben wird. Anschlie?end werden Schwachstellen herausgearbeitet und darauf aufbauend verbesserte Umsetzungen pr?sentiert. Das Buch vermittelt nicht nur die Ideen der im Prozessorbau zum Einsatz kommenden Verfahren, sondern insbesondere die f?r eine Umsetzung erforderlichen info, die vielfach bis hinab zur Registertransferschaltung f?hren. Es enth?lt zahlreiche Bilder bzw. Tabellen und Beispiele.

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2. Einige in Programmiermodellen oft realisierte Adressierungsarten Adressierungsart Schreibweise Beschreibung Indirekt [Rn] Zugriff auf den Datenspeicherraum. Als Adresse wird der Inhalt des Registers Rn verwendet. Indirektindiziert [Rn ± Rm * Scale] Zugriff auf den Datenspeicherraum. Die effektive oder Adresse ergibt sich, indem die konstante Basisa[Base ± Rm * Scale] dresse Base bzw. der Registerinhalt Rn und der skalierte Inhalt des Registers Rm addiert bzw. subtrahiert werden. [PC ± Rm] Zugriff auf den Befehlsspeicherraum.

8. Programmierung eines Ringpuffers. 13 ist dargestellt, wie die Moduloadressierung verwendet werden kann, um die Einträge eines Ringpuffers zu adressieren. Die effektive Adresse des aktuellen Eintrags befindet sich im Register I3, die Größe des Ringpuffers in dem korrespondierenden Register L3. Die Startadresse des Ringpuffers ergibt sich, indem die Ringpuffergröße 7 auf die nächst größere Zweierpotenz 2 3 = 8 aufgerundet und das Ergebnis mit einem ganzzahligen n multipliziert wird, und zwar in der Weise, dass die Relation 8 n ≤ I3 ≤ 8 n + L3 erfüllt ist.

Des Weiteren kann die Addition eines Worts durch Volladdition einzelner Bits realisiert sein usw. Eine komplexe Operation ist also eine Zusammenfassung mehrerer einfacher Teiloperationen, wobei in jedem Befehl eines sequentiell arbeitenden Prozessors eine ausgezeichnete Operation codiert ist, die eine maximale Komplexität aufweist. Um von konkreten Realisierungen zu abstrahieren, werden im Folgenden nur solche Operationen beschrieben, die in den meisten Prozessoren eine Bedeutung haben. B. bei RISCProzessoren, oft der Fall sein wird.

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