Parallelrechner

1 Einleitung.- 1.1 Einige Meilensteine auf dem Weg zum parallelen Rechner.- 1.2 Die Probleme mit parallelen Rechnern.- 2 Klassifikation paralleler Architekturen.- 2.1 Einführung.- 2.2 Varianten und Ebenen der Parallelität.- 2.3 Parallele Anwendungen.- 2.4 Parallele Programmiersprachen.- 2.5 Parallele Betriebssysteme.- 2.6 Parallele Hardware.- 2.7 Klassifikationen.- 3 Grundbegriffe der Leistungsbewertung.- 3.1 Die Notwendigkeit frühzeitiger Leistungsabschätzung.- 3.2 Methodisches Vorgehen.- 3.3 Leistungsgrößen: Problemstellungen und Definitionen.- 4 Grundlagen paralleler Architekturen.- 4.1 Einleitung.- 4.2 Die Ebenen der Parallelität.- 4.3 Unterscheidung der Parallelrechner nach dem Operationsprinzip.- 4.4 SIMD-Architekturen.- 4.5 MIMD-Architekturen.- 4.6 Datenflußarchitekturen.- 4.7 Mehrfädige Architekturen.- 4.8 Verbindungsnetzwerke.- 5 Parallelität auf Block- und Instruktionsebene.- 5.1 Einführung.- 5.2 Optimierungsverfahren.- 5.3 Hardwareeinflüsse.- 5.4 Aktuelle Forschungsarbeiten und Ausblick.- 5.5 Zusammenfassung.- 6 Assoziative Architekturen.- 6.1 Das assoziative Operationsprinzip.- 6.2 Implementierungsformen.- 6.3 Assoziative Speicher und Prozessoren.- 6.4 Die Programmierung assoziativer Architekturen.- 7 Realisierungen paralleler Architekturen.- 7.1 Einleitung.- 7.2 SIMD-Rechner.- 7.3 MIMD-Maschinen mit verteiltem Adreßraum.- 7.4 MIMD-Maschinen mit globalem Adreßraum.- 7.5 Einige vergleichende Betrachtungen.- 8 Fehlertolerante Architekturen.- 8.1 Kenngrößen und Verfahren.- 8.2 Fehlertoleranztechniken.- 8.3 Fehlertolerante Parallelrechner.- 8.4 Skalierbare Parallelität.- 9 Algorithmen für Parallelrechner.- 9.1 Schachbrett-Relaxation.- 9.2 Tridiagonale Gleichungssysteme.- 9.3 Die Matrixmultiplikation.- 9.4 Die Matrixtransposition.- 9.5Sortieren.- 9.6 Schlußbetrachtung.- 10 Betriebssysteme für Parallelrechner.- 10.1 Historische Entwicklung und Begriffsbildung.- 10.2 Anforderungen und Lösungskonzepte.- 10.2.1 Grundstrukturen von Betriebssystemen.- 10.2.2 Speicherverwaltung in parallelen Systemen.- 10.2.3 Interaktionsmechanismen.- 10.2.4 Aktivitätsträger und ihre Verwaltung.- 10.2.5 Verteilung.- 10.2.6 Betriebsmodi und Systempartitionierung.- 10.3 Realisierung in existierenden Systemen.- 11 Parallele Programmiersprachen.- 11.1 Einleitung.- 11.2 Datenparallelität.- 11.3 Funktionsparallelität.- 11.4 Unkonventionelle Sprachkonzepte.- 11.5 Schluß.- 12 Leistungsbewertung von Parallelrechnersystemen.- 12.1 Einleitung.- 12.2 Leistungsmessung.- 12.3 Leistungsmodellierung.- 12.4 Integration von Messung und Modellierung.- 13 Werkzeuge zur Entwicklung paralleler Programme.- 13.1 Phasen der Entwicklung paralleler Programme.- 13.2 Laufzeitbeobachtung mittels Monitoring.- 13.3 Werkzeuge für die frühen Phasen des Entwurfs.- 13.4 Werkzeuge für die späten Phasen des Entwurfs.- 13.5 Werkzeuge für den dynamischen Lastausgleich.- 13.6 Sonstige Werkzeuge.- 13.7 Überblick.- 14 Automatische Parallelisierung Sequentieller Programme.- 14.1 Einleitung.- 14.2 Massiv Parallele Maschinen und ihre Programmierparadigmen.- 14.3 Modell.- 14.4 Elemente der Transformationsstrategie.- 14.5 Laufzeitanalyse für Schleifen mit irregulären Zugriffen.- 14.6 Übersicht relevanter Entwicklungen.- 14.7 Grenzen gegenwärtiger Compiler und aktuelle Forschung.