"Grundlagen der Informatik" ist ein Buch, das alle wichtigen Gebiete der Praktischen, Technischen und Theoretischen Informatik von der Software bis zur Hardware abdeckt. Es ist für Studierende der Informatik, der Wirtschaftswissenschaften, der Naturwissenschaften und der Ingenieurwissenschaften geeignet und bietet einen studienbegleitenden Überblick über dieses wichtige Fachgebiet. Das Buch enthält praxisnahe Übungsaufgaben, Rätsel und Denksportaufgaben, die die Fähigkeit zur systematischen Problemlösung fördern. Zusätzlich gibt es eine Vielzahl von digitalen Arbeitsblättern, Demonstrations- und Simulationsprogrammen auf dem , die die Möglichkeiten zur Vertiefung des erlernten Stoffes erweitern. Das Lehrbuch basiert auf der langjährigen Lehr- und Industrieerfahrung des Autorenteams und bietet ein auf dem Markt einzigartiges Komplettpaket für eine verständliche Einführung in die Informatik.
Aktualisiert: 2023-06-29
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"Grundlagen der Informatik" ist ein Buch, das alle wichtigen Gebiete der Praktischen, Technischen und Theoretischen Informatik von der Software bis zur Hardware abdeckt. Es ist für Studierende der Informatik, der Wirtschaftswissenschaften, der Naturwissenschaften und der Ingenieurwissenschaften geeignet und bietet einen studienbegleitenden Überblick über dieses wichtige Fachgebiet. Das Buch enthält praxisnahe Übungsaufgaben, Rätsel und Denksportaufgaben, die die Fähigkeit zur systematischen Problemlösung fördern. Zusätzlich gibt es eine Vielzahl von digitalen Arbeitsblättern, Demonstrations- und Simulationsprogrammen auf dem , die die Möglichkeiten zur Vertiefung des erlernten Stoffes erweitern. Das Lehrbuch basiert auf der langjährigen Lehr- und Industrieerfahrung des Autorenteams und bietet ein auf dem Markt einzigartiges Komplettpaket für eine verständliche Einführung in die Informatik.
Aktualisiert: 2023-06-29
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"Grundlagen der Informatik" ist ein Buch, das alle wichtigen Gebiete der Praktischen, Technischen und Theoretischen Informatik von der Software bis zur Hardware abdeckt. Es ist für Studierende der Informatik, der Wirtschaftswissenschaften, der Naturwissenschaften und der Ingenieurwissenschaften geeignet und bietet einen studienbegleitenden Überblick über dieses wichtige Fachgebiet. Das Buch enthält praxisnahe Übungsaufgaben, Rätsel und Denksportaufgaben, die die Fähigkeit zur systematischen Problemlösung fördern. Zusätzlich gibt es eine Vielzahl von digitalen Arbeitsblättern, Demonstrations- und Simulationsprogrammen auf dem , die die Möglichkeiten zur Vertiefung des erlernten Stoffes erweitern. Das Lehrbuch basiert auf der langjährigen Lehr- und Industrieerfahrung des Autorenteams und bietet ein auf dem Markt einzigartiges Komplettpaket für eine verständliche Einführung in die Informatik.
Aktualisiert: 2023-06-29
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Das Buch gibt einen umfassenden Überblick über die Hardware- und Software-Konzepte, auf denen moderne Rechnersysteme beruhen, von den Arbeitsplatzrechnern bis zu den Supercomputern und den zukünftigen massiv-parallelen Rechnern. Im Anschluß an die Betrachtung der Architektur sequentieller Rechner, ihrer Prozessoren und ihrer Speicherhierarchien werden die Grundlagen für die Parallelarbeit dargelegt. Zunächst werden die Prinzipien der Parallelarbeit im Prozessor behandelt, was zu den VLIW-Maschinen und den superskalaren Prozessoren führt, und die damit verbundenen Compilerprobleme erörtert. Ein Kapitel ist den SIMD-Architekturen in Form der Vektormaschinen oder der Anordnungen gleichartiger Rechnerelemente gewidmet. Ein eigenes Kapitel stellt ausführlich und mit Beispielen die Prinzipien der Datenstruktur-Architekturen und der Sprach-Architekturen dar. Datenstruktur-Architekturen sind dahingehend optimiert, datenparallele Anwendungen mit komplexen Datenstrukturtypen möglichst effizient zu bearbeiten. Sprach-Architekturen dienen der Unterstützung von Sprachen wie Lisp und Prolog. Datenflußarchitekturen werden in einem eigenen Kapitel ausführlich behandelt. Die letzten drei Kapitel sind den Parallelrechnern gewidmet: Aus den Programmiermodellen für massiv-parallele Architekturen werden die verschiedenen Architekturformen abgeleitet. Die Eigenschaften der einzelnen Architekturformen, die zentrale Frage der Kommunikationslatenz und die spezifischen Softwarefragen werden gründlich behandelt. Das Buch zeichnet sich durch eine sehr systematische Darstellung aus sowie auch dadurch, daß nicht nur auf die Hardware-Architekturen eingegangen wird, sondern ebenso sehr auf die relevanten Fragen der Systemsoftware und Programmierung.
Aktualisiert: 2022-03-08
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Die durch Technologie-Skalierungen bedingten hohen Leistungsdichten in modernen CMOS-Technologien beeinflussen die Temperaturen von Chips, die auch von der thermischen Leitfähigkeit des Chips und Gehäuses abhängig sind. Räumliche und zeitliche Variationen der Arbeitslast führen zu Temperatur-Hotspots, die ungleichmäßige Alterung und Ausfälle von Chips begünstigen können. Zudem führen hohe Temperaturen zu einer Reduzierung der Schaltgeschwindigkeit. Insbesondere bei Multiprozessor-Architekturen kann dies dazu führen, dass sich Cores, auch von demselben Typ, sehr unterschiedlich verhalten.
Beim Design von Prozessorgehäusen kann die Berücksichtigung des thermischen Worst-Case-Szenarios, bedingt durch die nichtlineare Beziehung zwischen Kühlkapazität und resultierenden Kosten der Gehäuse, für eine preisgünstige Herstellung nicht mehr erfolgen.
Aus diesem Grund ist eine Vorhersage bzw. Kontrolle des thermischen Verhaltens von Multiprozessor-Architekturen sowohl während der Designphase als auch während der Laufzeit wichtig und Gegenstand vielfältiger Forschungsarbeiten.
In dieser Arbeit wird ein emuliertes online Temperatur-Monitorsystem (eTMon) für Multiprozessor-Architekturen beschrieben, das bereits während der Designphase für FPGA-Prototyping eingesetzt werden kann. Der eTMon gibt dabei während der Laufzeit aktuelle Temperaturwerte aus, die für die anvisierte finale ASIC-Implementierung charakteristisch sind und stellt diese bereits auf der FPGA-Prototyping Plattform zur Verfügung.
Vor der Implementierung von eTMon wird zuerst das thermische Verhalten dreier Multiprozessor-Architekturen untersucht, die sich jeweils in Typ, Anzahl und Größe der verwendeten Prozessoren und ihrem Kopplungstyp unterscheiden.
Aktualisiert: 2021-12-20
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Das Buch gibt einen umfassenden Überblick über die Hardware- und Software-Konzepte, auf denen moderne Rechnersysteme beruhen, von den Arbeitsplatzrechnern bis zu den Supercomputern und den zukünftigen massiv-parallelen Rechnern. Im Anschluß an die Betrachtung der Architektur sequentieller Rechner, ihrer Prozessoren und ihrer Speicherhierarchien werden die Grundlagen für die Parallelarbeit dargelegt. Zunächst werden die Prinzipien der Parallelarbeit im Prozessor behandelt, was zu den VLIW-Maschinen und den superskalaren Prozessoren führt, und die damit verbundenen Compilerprobleme erörtert. Ein Kapitel ist den SIMD-Architekturen in Form der Vektormaschinen oder der Anordnungen gleichartiger Rechnerelemente gewidmet. Ein eigenes Kapitel stellt ausführlich und mit Beispielen die Prinzipien der Datenstruktur-Architekturen und der Sprach-Architekturen dar. Datenstruktur-Architekturen sind dahingehend optimiert, datenparallele Anwendungen mit komplexen Datenstrukturtypen möglichst effizient zu bearbeiten. Sprach-Architekturen dienen der Unterstützung von Sprachen wie Lisp und Prolog. Datenflußarchitekturen werden in einem eigenen Kapitel ausführlich behandelt. Die letzten drei Kapitel sind den Parallelrechnern gewidmet: Aus den Programmiermodellen für massiv-parallele Architekturen werden die verschiedenen Architekturformen abgeleitet. Die Eigenschaften der einzelnen Architekturformen, die zentrale Frage der Kommunikationslatenz und die spezifischen Softwarefragen werden gründlich behandelt. Das Buch zeichnet sich durch eine sehr systematische Darstellung aus sowie auch dadurch, daß nicht nur auf die Hardware-Architekturen eingegangen wird, sondern ebenso sehr auf die relevanten Fragen der Systemsoftware und Programmierung.
Aktualisiert: 2023-04-04
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