Нека се върнем към схемата на работен цикъл (фиг. 9.34) и се разгледа съвкупността от стъпките на цикъла за основните команди (основен вариант на цикъла). Ако тези стъпки се изпълняват последователно във времето, а след това сумиране вижте по-горе Стажът на отделните етапи, ние получаваме времето на цикъла

и представяне на процесор, операции (команди) / S,

В много случаи, последователното прилагане на етапа на цикъл на процедурата не дава желания производителността на процесора.

Академик SALebedev през 1956 г., предлага да се увеличи производителността, като използвате принципа на подреждане във времето на отделните операции (етапи) от работния цикъл, и този принцип се прилага в М-20 компютъра под формата на паралелна на времето за изпълнение в експлоатация в ALU и следващия донесе от паметта да Mandia.

Да приемем, че цикъл процесор дълг се състои от к стъпки, при които първо етап е с продължителност ти, а след това на последователни етапи на прилагане на процедурата SG-продължителност

и общата производителност на процесора, операции / сек

Скоростта на машината може да се увеличи, ако за всеки етап има отделна единица оборудване, както и свързване на тези устройства в линията за обработка - операции за газопроводи (в този случай, газопровода инструкция), така че резултатите-TAT изпълняват тук някакъв етап единица се прехвърлят към следващия етап следващата единица, и така нататък. г. (фиг. 9.35).

А, изпълнявани синхронни в тръбопроводите. Ако конвейера е в експлоатация, тя принуден темпо и да изпълнява всяка фаза, разпределени в същото време ТТ. (Мярка на конвейера), като мошеник-Weyer нарича синхронен.

стъпки процедура за цепене и продължителност избор цикъл са направени в съответствие с условията

и по силата на повторение поток през последното неравенство приемем ТК + 1 = t1.

Ако някои съседни стъпки от второто условие не е изпълнено, те трябва да бъдат обединени в една единствена стъпка или Naib-Лий-дългият етап разделена на няколко етапа. В последния случай, отново изберете ТТ и състоянието се тества отново (**).

Фиг. 9.36 е таблица с времена за изпълнение на команди на 5-начин синхронен тръбопровода. Същите символи отбелязани различните етапи на един и същ отбор работния цикъл.

След всички позиции ще бъде изпълнен с конвейера, паралелно във времето се обработват най-много команди като в преработвателните тръбопровод (позиции).

Транспортьорът се характеризира с операции на комбинирането на коефициент, равен на броя на едновременно работещи стъпки за обработка на данни.

Номинална мощност синхронен поточна линия с пълен капацитет

Сега намери изпълнение корелация процесор с конвейер и по време на следващите етапи на работния цикъл.

В действителност, ръстът на реалната производителност на про-tsessora ще бъде по-ниска поради забавяне (забавянето) на тръбопровода. Процедурите за изпълнение на някои от командите (например трансфер на данни команди) отделните етапи на общия цикъл отсъстват, а оттам и на отделните блокове са празен конвейер. За условно клон команда в зависимост от резултата от предишната операция донесе следващата инструкция трябва да се отложи (неактивен конвейерни няколко бара), докато се получи знака на резултата (образува в по-късен етап) предишната операция.

Ако ч - вероятността за извличане на инструкция, която призовава за Derzhko линия в м цикли (m = 1, 2. к), конвейера изпълнението на екшън-ТА

Asynchronous конвейер команди. Когато силно зависима продължителност на процедурите на отделните етапи от вида на управление и вида на операнди, че е целесъобразно да се използва ASIN-хроно конвейер в която нито един работен цикъл на своите блокове и информацията от едно устройство за транспортиране се прехвърля към следващия, когато блока завършва своята процедура, а в следващия пълен освободен от преработката на предишната команда.

контролира предаване на информация между съседния блок-E в асинхронния тръбопровода посредством две задействания - блок готови (което показва завършване на операцията в блока) и устройството за последващо освобождаване.

Фиг. 9.38 времедиаграма комбиниране на три изпълнителни команди в ЕС-1050 Времедиаграма конструирана за случай компютъра, когато избран за един достъп до паметта "програма раздел" съдържа четири VOR мат команда "регистър-регистър".

Етап I съдържа две процедури, извадка от раздел програма ОП (8 байта) и разопаковане част - разпределението на следващия го команда и поставянето му в регистъра на команда.

Етап III също се състои от две процедури: извършване опера-ции в ALU и писане резултат в паметта.

Диаграмата показва, че, като се започне от t4 време ще се извърши едновременно три етапа от цикъла, съответно, за трите отбори. В примера, тъй като t7 поради дългата продължителност на екипа N + 1 операции в ALU спиране etsya работно оборудване единици на стъпки I и II.

Средноаритметичната тръбопровода. Горната инструкция тръбопровода се счита. Въпреки това, за производителността вълна-HN принцип на конвейер за подобряване е широко използван в месо-IIR изпълнение смислен информационна обработка единици (Alus), които са конструирани като аритметична тръбопровод, където тези аритметични транспортни линии могат да бъдат под номер процесор, включително специализиран -Bath за някои операции с данни Подобни оперни-налното (аритметични) устройства често се наричат ​​ma-gistralnymi.

Да предположим, че устройството за управление, трябва да се изчисли функцията F на входните данни (за извършване на някаква работа на входните данни). Функция F може предварително да се зададе като последователност от прости subfunctions

и такива, че резултатите за превръщане извършват Subfunction СИ. Те се използват като входни данни при изчисляването на джи + 1 Subfunction. и ако това за всеки под-функция, за да има своя схема единица осъзнавайки след това получи аритметика тръбопровода, които могат да бъдат изпълнени като синхронна или асинхронна.

Посочените по-горе елементи на теорията на синхронни транспортни екипи остават в сила за синхронен аритметика тръбопровод. Ако TT - такт конвейер, след пълно зареждане ще издаде на стойностите на F на интервали от време, не ТТ. Увеличаването на производителността на процесора в резултат на използването на IP-аритметика тръбопровод може да се определи от (******).

Ако средната аритметична тръбопровода се използва за извършване на различни операции,-ТА, определянето на състава усложнява bochih ра позиция (блокове) на конвейера и могат да наложат регулиране (графика) със съответен даден от съществуващите командни превключване звена на операцията на конвейер.

Да разгледаме като например използването на аритметика небе конвейер за добавяне на два vektorovX + Y = Z, COMPO-nents "са числа, представени в плаваща точка форма и в нормализирана форма.

Изберете в операциите на добавяне на плаваща запетая четири стъпки: 1), които сравняват и определяне на разликата между поръчките, 2) заповеди за подравняване - смяна мантисата, за да се намали броят на битовете, равни на разликата на поръчки; 3) добавяне на мантиси; 4) нормализиране на резултатите.

Средноаритметичната тръбопровода тези стъпки се извършват сегрегирани-ционни блокове, които са конвейер, на която са, движещи операнди или междинните резултати от операция, докато се движат в тръбопровода, нови компоненти се въвеждат вектори.

Нека необходимо за извършване на стъпките на допълнение-ТА на числа с плаваща запетая път, има t1. t2. t3. Т4.

Пример Ris.9.39 аритметика конфигурация тръбопровод за извършване на различни операции

Следователно, ако не организира Conway-е и изпълнение на всички етапи на последователно оператор-токи, за да се получи компонент Zi = XI + ил отнеме време Т = t1 + t2 + t3 + t4.

В синхронен конвейер, както е отбелязано по-горе, за продължителността на всеки-това-па е разположен в много дълго-ти от тях, дори и в този случай, t3. След това, ако шината е пълна, резултатите от повторното добавяне на векторите на елементи-ните ще издаде Ся всеки времеви интервали t3. т. е. много по-бързо, отколкото в случай на отсъствие-Следствие на конвейер.

Фиг. Пример 9.39, както е представено от структура ход на конвейера (magist-ОБЩИ) ALU съответстваща на ALU известни към момента компанията Texas Instruments ASC компютри и комутация са показани варианти на транспортни единици за извършване на различни операции в случай на прибавяне на плаваща точка умножение и Ния числа с фиксирана точка.

Особено ефективно използване работи (Ариф-meticheskih) транспортьори в специализирани компютърни устройства с ограничени алгоритми за обработка на потока от въвеждане на данни, както е в този случай, способността да се прекъсне-IX ALU в голям брой прости скорост транспортни единици за малък кръг и време в teryah им превключване.

В някои микропроцесори са едновременно присъстват и аритметика инструкция тръбопровод конвейер, често в процесор (микропроцесор) се изолира част I - уреди, свързани с действителната обработка на команди и Е -част - оборудване, свързано с операции на данни 1.

I - от Инструкцията (инструкции, команди) и E - на изпълнението (ефективност).

Това се отнася до елементи на компютърна архитектура.

Какво определя сериозността на проблема, при избора на структурата и формата на екипи от съвременните компютри. Какви са решенията на този проблем.

Какво може да се самоопредели данни? Защо е намаляването на броя на различни команди в системата команда на машината при използване на тагове.

Какви са целите и функциите на реализация на безусловна скок командата с замяна?

Как да се използва за индексиране за преработка на поръчаните масиви от данни?

Какво програмата вектор на състоянието (процесор) и прекъсват вектор?

Какви са целите и процедурата по прекратяване на компютърна програма?

Какво е вектор прекъсват? Описание на процеса на вектор-прекъсване използвайки стека.

Каква е разликата между синхронни и асинхронни тръбопроводи?

Как RISC архитектура функции допринасят за подобряване на нейната работа? Каква е ролята на "припокриване регистър прозорци"?