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<title>Rechnerarchitektur</title>

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<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">Rechnerarchitektur</span></h1>

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<p><b>Rechnerarchitektur</b> ist ein Teilgebiet der <a href="Technische_Informatik" title="Technische Informatik">Technischen Informatik</a>, das sich mit dem Design von <a href="Computer" title="Computer">Rechnern (Computern)</a> und speziell mit deren Organisation sowie deren externem und internem Aufbau (was ebenfalls mit 'Rechnerarchitektur' bezeichnet wird) beschäftigt.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Definition">Definition</h2></div>

<p><a href="Gene_Amdahl" title="Gene Amdahl">Gene Amdahl</a>, Gerrit A. Blaauw und <a href="Frederick_P._Brooks" title="Frederick P. Brooks">Frederick P. Brooks</a> führten 1964 den Begriff <i>Architecture</i> ein,<sup id="cite_ref-1" class="reference"><a href="#cite_note-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup><sup id="cite_ref-2" class="reference"><a href="#cite_note-2"><span class="cite-bracket">[</span>2<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> um die gemeinsamen Eigenschaften aller Modelle des IBM <a href="System/360" title="System/360">System/360</a> von ihren in Technik, Kapazität und Arbeitsgeschwindigkeit sehr verschiedenen Ausführungen zu unterscheiden. Diese Gemeinsamkeit sollte den Austausch von Rechnerteilen und Programmen bei verändertem Bedarf der Kunden erleichtern.

</p><p>Es handelte sich also um eine Abstraktion ähnlich dem mathematischen Begriff einer <a href="Algebraische_Struktur" title="Algebraische Struktur">algebraischen Struktur</a>. In ihr wird zum Beispiel die Arithmetik durch die Regeln für Reihung und Vertauschung von Operanden oder die Auflösung von Klammern so abstrahiert, dass sie für verschiedene Grundmengen und Verknüpfungen, wie zum Beispiel die natürlichen Zahlen mit der Addition oder Mengen mit der Vereinigung gilt.

</p><p>Das Wort <i>Abstraktion</i> vermieden die Autoren, indem sie in einer Fußnote eine Definition durch Aufzählung versuchten: „The term <i>architecture</i> is used here to describe the attributes of a system as seen by the programmer, i.e. the conceptual structure and functional behaviour as distinct from the organisation of the data flow and controls, the logical design and the physical implementation.“

</p><p>Spätere Autoren wie <a href="Peter_Stahlknecht" title="Peter Stahlknecht">Peter Stahlknecht</a> und <a href="Ulrich_Hasenkamp" title="Ulrich Hasenkamp">Ulrich Hasenkamp</a><sup id="cite_ref-3" class="reference"><a href="#cite_note-3"><span class="cite-bracket">[</span>3<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> haben diese Aufzählung detailliert, ergänzt und verändert, darüber aber den Aspekt der Gemeinsamkeit und Abstraktion aus den Augen verloren. So büßte der Begriff Rechnerarchitektur seinen wesentlichen Charakter ein und wurde zum anspruchsvollen Schlagwort für beliebige Entwürfe.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Anwendung">Anwendung</h2></div>

<p>Wie ein <a href="Architektur" title="Architektur">Architekt</a> eines Gebäudes die Prinzipien und Ziele eines Bauprojektes als die Basis für die Pläne des Bauzeichners festlegt, genauso legt ein Computer-Architekt die Computer-Architektur als Basis für die eigentlichen Designspezifikationen fest.

</p><p>Der Ausdruck wird für verschiedene Bedeutungen verwendet:

</p>

<ul><li>Der <a href="Befehlssatzarchitektur" title="Befehlssatzarchitektur">Befehlssatzarchitektur</a>: Das Design der <a href="Prozessorarchitektur" title="Prozessorarchitektur">Prozessorarchitektur</a> eines Computers und seines <a href="Befehlssatz" title="Befehlssatz">Befehlssatzes</a> und Techniken wie <a href="SIMD" class="mw-redirect" title="SIMD">SIMD</a>- und <a href="MIMD" class="mw-redirect" title="MIMD">MIMD</a>-Parallelität.</li>

<li>Allgemeinere und umfassendere Hardware-Architektur wie <a href="Cluster_Computing" class="mw-redirect" title="Cluster Computing">Cluster Computing</a> und <a href="NUMA" class="mw-redirect" title="NUMA">NUMA</a>-Architekturen.</li>

<li>Eine weniger formale Bedeutung bezieht sich auf die Beschreibung der Voraussetzungen (besonders Geschwindigkeits- und Verbindungsvoraussetzungen) oder Design-Implementationen der verschiedenen Komponenten eines Computers (wie zum Beispiel <a href="Arbeitsspeicher" title="Arbeitsspeicher">Arbeitsspeicher</a>, <a href="Hauptplatine" title="Hauptplatine">Hauptplatine</a>, <a href="Elektronik" title="Elektronik">elektronische</a> <a href="Peripherieger%C3%A4t" title="Peripheriegerät">Peripherie</a> oder ganz allgemein des <a href="Hauptprozessor" class="mw-redirect" title="Hauptprozessor">Hauptprozessors</a>).</li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Siehe_auch">Siehe auch</h2></div>

<ul><li><a href="Architektur_(Informatik)" title="Architektur (Informatik)">Architektur (Informatik)</a></li>

<li><a href="Von-Neumann-Architektur" title="Von-Neumann-Architektur">Von-Neumann-Architektur</a></li>

<li><a href="Harvard-Architektur" title="Harvard-Architektur">Harvard-Architektur</a></li>

<li><a href="Datenfluss-Architektur" title="Datenfluss-Architektur">Datenflussarchitektur</a></li>

<li><a href="Analogrechner" title="Analogrechner">Analogcomputer</a></li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Literatur">Literatur</h2></div>

<ul><li><a href="John_L._Hennessy" title="John L. Hennessy">John L. Hennessy</a>, <a href="David_A._Patterson" title="David A. Patterson">David A. Patterson</a>: <i>Rechnerarchitektur: Analyse, Entwurf, Implementierung, Bewertung.</i> Vieweg, Braunschweig 1994, ISBN 3-528-05173-6</li>

<li>Wolfgang Everling: <i>Algebra der Rechnerarchitekturen.</i> Spektrum Akademischer Verlag Heidelberg, Berlin, Oxford 1996, ISBN 3-8274-0061-9</li>

<li><a href="John_P._Hayes" title="John P. Hayes">John P. Hayes</a>: <i>Computer Architecture and Organization.</i> McGraw-Hill 1998, ISBN 0-07-027355-3</li>

<li>Paul Hermann: <i>Aufbau, Organisation und Implementierung, inklusive 64-Bit-Technologie und Parallelrechner.</i> 3. Auflage, Braunschweig, Vieweg 2002, ISBN 3-528-25598-6</li>

<li><a href="Andrew_S._Tanenbaum" title="Andrew S. Tanenbaum">Andrew S. Tanenbaum</a>, James Goodman: <i>Computerarchitektur.</i> 4. Auflage, Pearson Studium, München 2001, ISBN 3-8273-7016-7</li>

<li>Nicholas P. Carter: <i>Computerarchitektur. IT-Studienausgabe.</i> mitp-Verlag/Bonn, 1. Auflage 2003, 1. Programmiermodelle, Prozessordesign und Parallelverarbeitung, 2. Cache und virtuelle Speicher, 3. 192 praxisnahe Übungen mit Musterlösungen, deu:19,95e, öster:20,60e, ISBN 3-8266-0907-7</li>

<li>Theo Ungerer (Hrsg.) et al.: <i>Rechnerarchitektur – Herausforderungen der nächsten Jahre</i>. Schwerpunktthemenheft der Zeitschrift <i>it-Information Technology</i>, Vol. 50 (2008) Heft 5.</li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Weblinks">Weblinks</h2></div>

<ul><li><a rel="nofollow" class="external text" href="http://www.kreissl.info/ra_inhalt.php">Grundprinzipien der Rechnerarchitektur – Online Tutorial</a></li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Einzelnachweise">Einzelnachweise</h2></div>

<li id="cite_note-1"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-1">↑</a></span> <span class="reference-text">Gene M. Amdahl, Gerrit A. Blaauw, Fred P. Brooks: <i>Architecture of the IBM System /360</i>. In: IBM Journal of Research and Development, Band 8, Heft 2, April 1964.</span>

</li>

<li id="cite_note-2"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-2">↑</a></span> <span class="reference-text">Allerdings erklärte Richard Case, einer der führenden Köpfe bei der Entwicklung der IBM 360/370-Architektur, 1987 in einem Interview, dass der Begriff „Architecture“ bereits zuvor, während der Entwicklung der IBM 8000 Serie, eines nicht realisierten Projektes, verwendet worden sei. (Siehe hierzu: <span class="cite">David Gifford, Alfred Spector: <a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.cs.tufts.edu/~nr/cs257/archive/alfred-spector/spector87ibm.pdf"><i>Case Study: IBM’S SYSTEM/360-370 ARCHITECTURE.</i></a> (PDF) In: <i><a href="Communications_of_the_ACM" title="Communications of the ACM">Communications of the ACM</a>.</i> April 1987, <span style="white-space:nowrap;">S. 293</span>,<span class="Abrufdatum"> abgerufen am 6. Juni 2024</span> (englisch).</span><span style="display: none;" class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rfr_id=info%3Asid%2Fde.wikipedia.org%3ARechnerarchitektur&rft.title=Case+Study%3A+IBM%E2%80%99S+SYSTEM%2F360-370+ARCHITECTURE&rft.description=Case+Study%3A+IBM%E2%80%99S+SYSTEM%2F360-370+ARCHITECTURE&rft.identifier=https%3A%2F%2Fwww.cs.tufts.edu%2F%7Enr%2Fcs257%2Farchive%2Falfred-spector%2Fspector87ibm.pdf&rft.creator=David+Gifford%2C+Alfred+Spector&rft.date=1987-04&rft.language=en"> </span>)</span>

</li>

<li id="cite_note-3"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-3">↑</a></span> <span class="reference-text">Peter Stahlknecht, Ulrich Hasenkamp: <i>Einführung in die Wirtschaftsinformatik</i>. 11. Auflage, Springer, Berlin 2005, ISBN 3-540-01183-8.</span>

</li>

</ol>

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Normdaten (Sachbegriff): <a href="Gemeinsame_Normdatei" title="Gemeinsame Normdatei">GND</a>: <span class="-print"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://d-nb.info/gnd/4048717-9">4048717-9</a></span> </div>

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