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  Supercomputer

Supercomputer sind Hochleistungsrechner, die inzwischen in den 3-stelligen TeraFLOPS-Bereich (Blue Gene/L., IBM: 280,6 TeraFLOPS) und auch PetaFLOPS-Bereich ("Roadrunner" von IBM, Cray-MPP-Supercomputer) vorgedrungen sind.  Sie verfügen über eine hohe Anzahl von Prozessoren und einen sehr grossen Hauptspeicher. Oftmals handelt  es sich auch um Cluster, bei denen eine grosse Zahl von Rechnern zu einem grossen Rechner vernetzt wird. Die bekannteste Superrechnerfamilie ist Cray, von der gleichnamigen kanadischen Firma. Supercomputer sind auf sehr hohe Rechengeschwindigkeit  ausgelegt um komplexe Probleme mit akzeptablem Zeitaufwand zu lösen. Anwendungsgebiete sind Simulationen in den Bereichen Geologie, Chemie, Physik, Biologie, Luft- und Raumfahrt, Medizin, Klimaforschung und militärische Anwendungen.  Zukünftige Supercomputer werden in den PetaFLOPS-Bereich (1 PetaFLOPS = 1 Billiarde Rechenoperationen pro Sekunde oder 10 ^ 15 (1.000.000.000.000.000) Rechenoperationen pro Sekunde) vordringen.  IBM will 2008 den "Roadrunner" vorstellen: dieser soll mit einer Dauerrechengeschwindigkeit (R_Max) von 1,3 PetaFLOPS  arbeiten und über Cell-Blades (12.900 Cell-Chips aus dem Joint-Venture von Sony, Toshiba und IBM) und 6900 AMD-Opteron Prozessoren verfügen. 

Der Roadrunner soll in der Forschungseinrichtung des Los Alamos National Laboratory (LANL, Kernforschungszentrum, Energie- und Sicherheitsforschung)  eingesetzt werden und eine Höchstleistung (Peak Performance, R_Peak) von 1,6 PetaFLOPS erreichen.  Der Roadrunner soll vor allem für Forschungszwecke im Bereich Erdbebenvorhersage, Klimaforschung und Simulation von Atombombenexplosionen eingesetzt werden.  Auch Cray arbeitet an einem PetaFLOPS Supercomputer: Cray nennt es einen Massively Parallel Processor Supercomputer (MPP-Supercomputer). Der MPP soll an der University of Tennessee betrieben werden und arbeitet u.a. mit einem Cray XT4 und  AMD-Opteron Prozessoren mit 4 Kernen. In der Endausbaustufe, die 2009 erreicht werden soll, sollen bis zu 120.000 Prozessoren zum Einsatz kommen. Der Cray-MPP-Supercomputer wird eingesetzt zur Berechnung von  speziellen und extremen Wetterlagen (z. B. Twister, Hurrikans), Forschungen im Bereich Kosmologie (Simulation von Supernovae Formationen, Fusionen von Black Holes, Entwicklung von Galaxien) oder der Langzeit-Klimaforschung.  Experten prognostizieren, dass Supercomputer um das Jahr 2018 in den ExaFLOPS-Bereich vordringen werden.                               
Siehe auch:    Grossrechner   TeraFLOPS   FLOPS   JUGENE   JUROPA   QPACE   Forschungszentrum-Jülich   SIMD   Parallele-Datenverarbeitung   Cluster
Link: http://www.top500.org


  HAL

Hardware Abstraction Layer. Exkurs: HAL 9000 war auch der Computer der Jupiter-Mission in dem Film von Stanley Kubrick "2001: Odyssee im Weltraum". Und zwar resultierte HAL als Abkürzung für Heuristics and Algorithms.  Einer Legende nach handelt es sich bei HAL um einen Buchstabenshift, jeweils eins im Alphabet nach vorne aus IBM. Dies ist jedoch reiner Zufall! Die Romanvorlage von 2001 - A Space Odyssey stammt von Arthur C. Clarke (1917 - 2008).   

HAL (Hardware Abstraktions Schicht/Hardware Abstraction Layer)  ist eine Schnittstelle, welche es ermöglicht, dass Software-Komponenten nicht auf die Spezifikationen der Hardware Rücksicht nehmen müssen.  Eine Hardware-abstrahierende Schicht wird von den Virtualisierungstechnologien  verwendet, um Betriebssysteme vom direkten Hardwarezugriff zu trennen. Damit kann man Gastsystemen eine komplette Hardware vorgaukeln.                                             
Siehe auch:    Virtualisierung   Xen   Java   Vanderpool   IBM   HAL-9000   Arthur-C-Clarke   

  Deadlock

Ein Deadlock ist in der Informatik ein Zustand, in dem sich mehrere Prozesse gegenseitig blockieren, weil der eine Prozess auf die Freigabe von Ressourcen wartet, die der andere Prozess belegt und vice versa. Dabei kann es sich auch um einen sich  blockierenden Kreislauf mehrerer Prozesse handeln.

Deadlock bei Datenbanken 
Dies können beispielsweise zwei oder mehrere Transaktionen bei einer Datenbank sein oder Prozesse bei einem Betriebssystem. Im Falle der Datenbank muss das Datenbankmanagementsystem (DBMS)  solche Deadlocks verhindern oder erkennen und auflösen. 

Um Deadlocks zu verhindern muss das DBMS seine Prozesse sequentialisieren. Diese Deadlock-Lösungsstrategie kann nachteilig sein, da das DBMS auf parallele, sich gegenseitig triggernde Prozesse verzichten muss.  Um bereits bestehende Deadlocks zu erkennen und aufzulösen verbraucht das DBMS sehr viele Ressourcen.  Deswegen ist es eine gute Strategie, Prozesse erst nach einer Überprüfung freizugeben. Ausserdem sollte das DBMS auf verdächtige Prozesse, die in Wartestellung sind achten, z.B. i.V.m. einem Leerlauf des Prozessors.                                             
Siehe auch:    Transaktion   ACID   Rollback   Konsistenz   Normalform   Multiversion-Concurrency-Control   Referentielle-Integrität   MySQL   NoSQL   

  B-Baum

Ein B-Baum Indize (B-Tree-Indize) ist eine Daten- und Indexstruktur die oft in Datenbanken  und Dateisystemen verwendet wird. Es handelt sich um einen immer vollständig balancierten Baum. Die Daten werden bei dieser Indexstruktur nach Schlüsseln sortiert gespeichert. Das Durchsuchen eines B-Tree's ist  in einem logarithmischen Zeitmass möglich: es müssen maximal Θ (log(n)) Baumknoten durchsucht werden. 

Das Landau-Symbol Θ gibt dabei eine Obergrenze in einem Verfahren der asymptotischen Laufzeitschätzung an. 

Bei einem B*-Baum handelt es sich um eine Erweiterung eines B-Baumes: die eigentlichen Daten werden ausschliesslich in den Blattknoten gespeichert. Die inneren Knoten enthalten ausschliesslich Schlüssel.  Dadurch sollen die Zugriffszeiten auf die Daten verbessert werden.                                               
Siehe auch:    B-Plus-Baum   B-Stern-Baum   MySQL   Datei   Hash   

  B-Plus-Baum

Bei einem B+ Baum handelt es sich um eine Erweiterung des B-Baumes: dabei werden die Datenelemente ausschliesslich in den Blattknoten gespeichert.  Die inneren Knoten enthalten die Schlüssel. Damit sollen die Zugriffszeiten auf die Datenelemente verkürzt werden.  Bei dieser Indexstruktur wird im Vergleich zum B-Baum die Baumhöhe verringert und der Verzweigungsgrad erhöht.                                                     
Siehe auch:    B-Baum   B-Stern-Baum   Reiser-File-System   

  B-Stern-Baum

Ein B*-Baum ist eine Variante des B-Baumes. Es handelt sich um eine Daten- bzw. Indexstruktur bei der im Vergleich zum B-Baum die Elementezahl der Knoten  nach der Bedingung bestimmt wird, dass sie zu mindestens 2/3 gefüllt sein müssen. Genau wie beim B+ Baum befinden sich die Datenelemente ausschliesslich in den Blattknoten.                                                       
Siehe auch:    B-Baum   B-Plus-Baum   Reiser-File-System   

  Little-Endian

Little Endian bezeichnet ein Speicherverfahren für Zahlenwerte und gibt eine Byte-Reihenfolge wieder: Little-Endian-First-Byte-Order (kleines Ende zuerst) bedeutet, dass das niederwertige Byte zuletzt gespeichert wird.  Der Wert Siebzehn (17) wird als 71 gespeichert. Hexadezimal bedeutet dies:c1 d3 ff a2. Bei der Big-Endian-First-Byte-Order wäre die Speicherform für Siebzehn: 17 bzw. Hexadezimal a2 ff d3 c1.  Die Little-Endian-First-Byte-Order Speicherung, bei der das niederwertige Byte zuerst gespeichert wird bedeutet, dass die am wenigsten signifikanten Stellen zuerst gespeichert werden.                                                     
Siehe auch:    Big-Endian   Second-Extended-Filesystem   

  Inode

Ein Inode (Indexeintrag, Informationsknoten) bezeichnet bei Unix- und Linux-Dateisystemen einen Informationsknoten, welcher Verzeichnisse  über die Inode-Nummer verbindet und Metainformationen über die Dateien enthält. Im Inode sind Datei-Informationen gespeichert wie:  Besitzer, berechtigte Gruppe, Zugriffsrechte, Grösse, Typ, Referenzzähler (Anzahl der Hard Links) Änderungsdatum u.ä.  Bei ext2, dem Linux-Dateisystem, werden Objekte als Inode repräsentiert.                                                   
Siehe auch:    Second-Extended-Filesystem   Harter-Link