Конвейеризация вычислений. Дисциплина «Структура компьютерных средств» Тема №7 «Процессоры». Занятие №1

Сентябрь 13, 2022

Главная
Алгебра
Конвейеризация вычислений. Дисциплина «Структура компьютерных средств» Тема №7 «Процессоры». Занятие №1

Содержание

2. Дисциплина «Структура компьютерных средств» Тема №7 «Процессоры» Занятие №1 «Конвейеризация вычислений»
3. Учебные вопросы: Виды конвейеров. Конфликты в конвейере команд. Выборка команды из точки перехода. Предсказания переходов. Цели
4. Учебный вопрос №1. «Виды конвейеров» Рис. 7.1. Обработка информации: а - в одиночном блоке; б -
5. По способу синхронизации работы ступеней конвейеры могут быть синхронными и асинхронными. Для традиционных ВМ характерны синхронные
6. Рис. 7.2. Нелинейный конвейер Вопрос №1. «Виды конвейеров»
7. Выделим в цикле команды шесть этапов: Выборка команды (ВК). Чтение очередной команды из памяти и занесение
8. Рис. 7.3. Логика работы конвейера команд Вопрос №1. «Виды конвейеров»
9. Контрольные вопросы: Варианты обработки информации. По способу синхронизации работы ступеней конвейеры могут быть? Конвейер команд. Вопрос
10. Учебный вопрос №2. «Конфликты в конвейере команд» Конфликтные ситуации в конвейере принято обозначать термином риск (hazard),
11. Структурный риск (конфликт по ресурсам) имеет место, когда несколько команд, находящихся на разных ступенях конвейера, пытаются
12. Рис. 7.4. Конфликты по данным: а - «Чтение после записи»; б - «Запись после чтения»; в
13. В общем случае между i и j ожидаемы три типа конфликтов по данным: «Чтение после записи»
14. В борьбе с конфликтами по данным выделяют два аспекта: своевременное обнаружение потенциального конфликта и его устранение.
15. Где O(k) - множество ячеек, изменяемых командой k; I(l) - множество ячеек, читаемых командой l; Ø
16. Для борьбы с конфликтами по данным применяются как программные, так и аппаратные методы. Программные методы ориентированы
17. Фактическое разрешение конфликтов возлагается на аппаратные методы. Наиболее очевидным решением является остановка команды j на несколько
18. Поскольку наиболее частые конфликты по данным - это ЧПЗ, основные усилия тратятся на противодействие именно этому
20. Скачать презентацию

Слайд 2

Дисциплина
«Структура компьютерных средств»
Тема №7
«Процессоры»
Занятие №1
«Конвейеризация вычислений»

Слайд 3

Учебные вопросы:
Виды конвейеров.
Конфликты в конвейере команд.
Выборка команды из точки перехода.
Предсказания

переходов.
Цели занятия:
Знать принципы конвейеризации вычислений;
Иметь представление о выборке команды из точки перехода.

Слайд 4

Учебный вопрос №1. «Виды конвейеров»
Рис. 7.1. Обработка информации:
а - в

одиночном блоке; б - в конвейере с регистрами;
в - в конвейере с буферной памятью.

Слайд 5

По способу синхронизации работы ступеней конвейеры могут быть синхронными и асинхронными.

Для традиционных ВМ характерны синхронные конвейеры.

Вопрос №1. «Виды конвейеров»

Слайд 6

Рис. 7.2. Нелинейный конвейер
Вопрос №1. «Виды конвейеров»

Слайд 7

Выделим в цикле команды шесть этапов:
Выборка команды (ВК). Чтение очередной команды

из памяти и занесение ее в регистр команды.
Декодирование команды (ДК). Определение кода операции и способов адресации операндов.
Вычисление адресов операндов (ВА). Вычисление исполнительных адресов каждого из операндов в соответствии с указанным в команде способом их адресации.
Выборка операндов (ВО). Извлечение операндов из памяти. Эта операция не нужна для операндов, находящихся в регистрах.
Исполнение команды (ИК). Исполнение указанной операции.
Запись результата (ЗР). Занесение результата в память.

Вопрос №1. «Виды конвейеров»

Слайд 8

Рис. 7.3. Логика работы конвейера команд
Вопрос №1. «Виды конвейеров»

Слайд 9

Контрольные вопросы:
Варианты обработки информации.
По способу синхронизации работы ступеней конвейеры могут быть?
Конвейер

команд.

Вопрос №1. «Виды конвейеров»

Слайд 10

Учебный вопрос №2.
«Конфликты в конвейере команд»
Конфликтные ситуации в конвейере принято

обозначать термином риск (hazard), а обусловлены они могут быть тремя причинами:
попыткой нескольких команд одновременно обратиться к одному и тому же ресурсу ВМ (структурный риск);
взаимосвязью команд по данным (риск по данным);
неоднозначностью при выборке следующей команды в случае команд перехода (риск по управлению).

Слайд 11

Структурный риск (конфликт по ресурсам) имеет место, когда несколько команд, находящихся

на разных ступенях конвейера, пытаются одновременно использовать один и тот же ресурс, чаще всего - память.