Принципы конвейерной организации в вычислительных системах . Извозчикова В.В. - 4 стр.

        1 Лабораторная работа №1

        1.1 Исследование принципов конвейерной обработки на модели
        1.1.1 Основные вопросы теории

      Максимальная производительность современных процессоров и ЭВМ опре-
деляется, в первую очередь, уровнем развития соответствующей технологии, ко-
торая ограничивает время распространения сигнала по электронным схемам.
Дальнейшее увеличение производительности возможно за счёт архитектурных
решений. Одним из основных способов построения высокопроизводительных сис-
тем является параллелизм. Параллельная обработка реализуется двумя способами:
      - во времени;
      - в пространстве.
      Первый способ называют конвейерным, а второй - матричным. В обоих слу-
чаях необходимо использовать несколько обрабатывающих устройств, количество
которых определяет максимальное число параллельных процессов.
      Известно, что типичную арифметическую команду можно разделить на сле-
дующие микрооперации:
      1) выборка команд из памяти (по адресу в счётчике команд);
      2) декодирование кода операции;
      3) выборка операндов из регистров;
      4) выполнение операции в АЛУ;
      5) запоминание результата в регистре.
      Если в системе имеется пять обрабатывающих устройств, каждое из которых
обеспечивает выполнение одной из перечисленных микроопераций, то имеется
возможность реализовать конвейерную обработку. Устройства должны быть спе-
циализированными. Их необходимо расположить в порядке следования микроопе-
раций в типовой команде, что позволит совместить выполнение отдельных микро-
операций разных команд и сократить общее время обработки данных.
      Если предположить, что каждая микрооперация занимает один такт машин-
ного времени, то реализация последовательности из нескольких (например, трёх)
команд с совмещением может быть представлена в виде схемы, показанной на ри-
сунке 1.

  (1)         (2)      (3)      (4)      (5)
              (1)      (2)      (3)      (4)       (5)
                       (1)      (2)      (3)       (4)       (5)

    Рисунок 1- Возможное совмещение микроопераций при выполнении трех
     последовательных команд (в скобках указаны номера микроопераций)


                                                                            4