Parallelrechner: Architekturen — Systeme — Werkzeuge by Prof. Dr. Arndt Bode, Prof. Dr. Ulrich Brüning, Barbara M.

By Prof. Dr. Arndt Bode, Prof. Dr. Ulrich Brüning, Barbara M. Chapman, Prof. Dr. Mario Dal Cin, Prof. Dr. Dr. h.c. mult. Wolfgang Händler, Prof. Dr. Friedrich Hertweck, Prof. Dr.-Ing. Ulrich Herzog, Prof. Dr. Fridolin Hofmann, Dr.-Ing. Rainer Klar, Dr. Claus

Moderne Anwendungen in vielen Bereichen der Wissenschaft und Technik erfordern den Einsatz massiver Parallelität. Die Probleme reichen von einfachen bis zu den "grand demanding situations" der Wissenschaft. Das Prinzip "Parallelität" durchdringt heute bereits in hohem Maße Forschung und Lehre in vielen Fachdisziplinen und immer mehr Anwender, die keine Hochleistungsrechner-Experten sind, wollen und werden diese Möglichkeiten für ihre Anwendung nutzen. Das vorliegende Lehrbuch deckt das Gebiet der Parallelrechner durch ein sehr breites Spektrum ab, das von den Architekturen über Algorithmen, Programmiersprachen bis zu den Werkzeugen reicht. Fünfzehn namhafte Parallelrechner-Experten haben als Autoren das heute hochaktuelle und wichtige Gebiet der Parallel-Architekturen bearbeitet. Dieses Werk vermittelt sowohl die Grundlagen als auch den Stand der Forschung auf diesem Gebiet in umfassender, leicht verständlicher Darstellung. Dieses Standardwerk kann daher als Lehrbuch und als Handbuch für Studierende, Lehrende oder Anwender dienen.

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Wie bei vie len technisch neuartigen Bereichen ist das Gebiet durch eine sehr groBe Zahl von Vorschlagen und Einzelrealisierungen in Prototypen gekennzeichnet. Einige der Prototypen sind auch als kommerzielle Systeme verfUgbar. Allerdings ist wegen der sehr kurzen Innovationszyklen auch groBe Dynamik im Markt der Hersteller paralleler Architekturen. Anders als im Bereich der klassischen GroBrechner, Arbeitsplatzrechner und Personal Computer haben sich Standards angesichts der groBen Dynamik der Entwicklung im gesamten Bereich paralleler Architekturen und ihrer Anwendungen noch nicht durchgesetzt.

Diese Form der funktionsorientierten Multiprozessor-Struktur kann auch als Makropipeline aufgefaBt werden. Wegen seines 'Dual Instruction Mode' wird der einzelne Knotenprozessor als Rechner mit Instruktionspipelining beschrieben, wobei maximal zwei Befehle gleichzeitig ausgefuhrt werden (D' = 2). Die Rechenwerke arbeiten maximal 64 Bit-parallel (W = 64) und es wird ein maximal 3stufiges arithmetisches Pipelining durchgefUhrt (W' = 3). Sonderfunktionen einzelner Knoten, wie parallele Peripheriesteuerung und paralleler Zugangsknoten sind an dieser Hardwareklassifikation nicht erkennbar.

Unterschiedliche Gesamtarchitekturen weisen meist vernetzte und enggekoppelte Systeme auf. Bei vernetzten Systemen ist die Peripherie den einzelnen Knotenrechnern oder speziellen Servern zugeordnet. Bei enggekoppelten Systemen ist die Peripherie zwar verteilt, wird aber von speziellen Peripherieprozessoren verwaltet. Dabei wird im allgemeinen darauf geachtet, daB die Peripherieprozessoren voll in das Schema der Verbindungsstruktur integriert und maglichst auf Basis von Varianten der Rechnerknoten aufgebaut sind und sich nur durch entsprechende physikalische Schnittstellen unterscheiden (aus Grunden der Einfachheit und der standardisierten Zugriffsstruktur).

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