Так как мы должны увеличить объем RF в n раз, то мы для каждого входа А В и С добавляем log n разрядов(в 4 раза – 2 разрядов,в 8 раз – 3 разрядов) и эти разряды заводим со специального счетчика глубины вложенности подпрограмм, который имеет 2 входа и 2 выхода.

Если процессору необходимо прочитать слово по нечетному адресу, то он сделает это за 2 обращения к основной памяти(сначала младший байт по нечетному адресу и старший байт по четному). Эта проблема носит название проблема перестановки байт.

CISC – процессор со сложной системой команд – Complex Instruction Set Computer. Особенности архитектуры: 1. Сложная система команд требующая микропрограммной их реализации(УБ с хранимой в памяти логикой работы). 2. Множество способов адресации данных.

Основной тенденцией развития архитектур современных процессоров являются : 1. Распараллеливание 2. Конвейеризация Распараллеливание и конвейеризация это методы организации кратных вычислений(повторяющихся) как в пространстве, так и во времени, как последовательно так и параллельно. То есть на самом деле существует 4 способа повышения производительности.

Они также называются pipline. Например мы можем в ОС UNIX одной программой породить выходной поток не сохраняя файла на диске тут же передать это подпрограмме которая сделает свою обработку. Для этого используется такой значок:”|”. Prog1|prog2 – говорит о том что выход prog1 подается на вход prog2.

Расширение принципов Неймана. Таких принципов 3: 1. Принцип локальности. Если рассматривать команды и данные поступающие в процессор как поток команд и поток данных то взаимосвязанные команды(данные) находятся в этом потоке на небольшом расстоянии друг от друга как во времени так и в пространстве. Принцип локальности приводит к идее кэш памяти.

Процессор это устройство или функциональная часть цифровой вычислительной системы предназначенная для интерпретации программ(ГОСТ 15971-84). Процессор это функциональная единица которая распознает и выполняет команды(ГОСТ ISO 2382/10 79). Архитектура это концепция взаимосвязей элементов сложной структуры.

Поколения ЭВМ Элементная база Аппаратные средства Программные средства Логические элементы Элементы памяти 1. (45-54г) (урал, Бэсм) Вакуумные лампы Ультразвуковые линии задержки и запоминающие электронно лучевые трубки ОБ с фиксир.запятой УБ с ЖЛ Прямая адресация Язык Ассемблера Неразвитые средства ОС

Рассматривая ЭВМ как класс устройств мы пришли к такому выводу что наша ЭВМ изначально содержит помимо той упрощенной схемы которую мы рассматривали раньше еще некие дополнительные устройства. Первоначально схема была следующей

— пропускная способность. Эта характеристика на уровне информационной связи. Говорит о числе единиц информации передаваемых за единицу времени. Измеряется в Мбит/c. Единица измерения Бод никакого отношения к пропускной способности не имеет. Бод это скорость манипуляции в канале. Она связана с пропускной способностью но никак ее не определяет. Скорость манипуляции это число изменений параметров сигнала в Читать далее

1. Системный интерфейс: а)радиальные(ISA,MCA,EISA) б)совмещенные(PCI,IEEE-1196)

В момент появления первых микропроцессоров установился такой интерфейс: процессор является единственным активным устройством на интерфейсе который и является устройством интерфейса одновременно. То есть он образует шину адреса, магистраль данных и группу сигналов управления. Канал ввода-вывода обеспечивал сопряжение системного интерфейса образованного процессором с интерфейсами устройств ввода-выводу и ВЗУ.

Тема 6.1. Организация высокопроизводительной обработки данных Возникают при этом следующие проблемы: Повышение скорости вычислений требует создание специализированных высокопроизводительных систем обработки данных для решения узкого класса задач, время вычисления которых слишком велико или же обеспечить саму возможность получения решения(СуперЭвм).

Основные типы СуперЭвм: 1. Векторно-конвейерные системы(СуперЭвм) 2. Векторно-параллельные системы(матричные ВС)

Факторы снижающие производительность: 1. Скалярная обработка Если число векторных операций достигает 20%, то это колоссальная удача. Реальные задачи имеют очень малую долю векторных операций, а это означает, что основная нагрузка идет на скалярный процессор, поэтому скалярная обработка снижает производительность этой системы.

В матричных системах доля распараллеливания , как правило, превосходит долю вычислений выполняемых при конвейеризации, т.е. параллельные вычисления преобладают над конвейерными. Матричная система имеет много процессорных элементов, которые соединяются через коммутационную сеть для обмена данными или промежуточными результатами вычислений.

Несколько одинаковых ПЭ одновременно выполняют одну и туже команду, но на каждый из которых поступает свой набор данных. Коммутационная сеть используется тогда, когда необходимо организовать передачу промежуточных данных между процессорами без их сохранения в основной памяти. Этим матричные системы схожи с историческими.

Заданы 2 матрицы А и В. Вычислить матрицу С, которая равна поэлементной сумме этих матриц: С=А+В. Элемент ij матрицы С есть сумма соответствующих элементов матриц А и В: cij=aij+bij , где i=1..m, j=1…n. a) Пусть имеется mxn матричных процессоров. Элементы матриц А и В записываются в соответствующие ПЭ. Номер ПЭ соответствует индексу элементов матриц.

Запишем, что мы хотим вычислить Для решения этой задачи нам не уйти от задания различных команд различным ПЭ. В данном случае здесь выполняемая команда зависит от данного, имеющегося в локальной памяти ПЭ.

Состоит из 8 модулей, управления каналом и мониторной системой.

Проблема пассивного хранения данных Эта проблема состоит в том, что данные хранятся на достаточно большом расстоянии от места где обрабатываются и там где они хранятся ничего не происходит кроме хранения. Эту проблему принято называть проблемой пассивного хранения данных, то есть данные находятся далеко от места обработки и при своем хранении с ними ничего не происходит.

Приближение обработки данных к месту их хранения, что позволяет решить проблему доступа к памяти. Обобщенная структурная схема ассоциативной ВС

1. Данные из памяти выбираются по содержимому или части содержимого, а не по адресу, то есть не используется линейная организация памяти для хранения данных. 2. Операция обработки осуществляется одновременно над несколькими элементами данных под управлением одной команды. То есть ассоциативные системы относятся к классу по Клину: одиночный поток команд и множественный поток данных. Особенность в Читать далее

Идея здесь проста. Мы знаем, что каждое слово, которое может быть записано в ячейку АЗУ может быть разделено на разряды. Число разрядов, предположим, ограничено и равно m. Может быть есть смысл не обрабатывать сразу параллельно все m разрядов для ассоциативного поиска, а этот процесс разделить на m частей, т.е. обрабатывать разряды последовательно, но параллельно по Читать далее

В ассоциативных системах формат слова(данных) имеет два поля: поле данных и поле тега. В поле тега находятся управляющие данные (тип, индекс и т.д.). Ассоциативной обработке подвергается только поле тега. Поле данных обрабатывается традиционным способом. Поиск требуемого слова (слов) осуществляется путем обработки битовых срезов поля тегов. Возможен множественный отклик, когда в регистре отклика несколько разрядов содержат Читать далее

Проблема, решаемая в систолических и волновых системах – это проблема доступа к ОП. Это решается следующим образом: мы извлекаем операнд и не возвращаем его в ОП пока мы его до конца не обработали. Мы извлекаем сразу массив данных и пропускаем его через совокупность устройств обработки не возвращая в ОП. Принцип систолической обработки: выполнение всех стадий Читать далее

По своей сути систолические структуры – это системы синхронной обработки данных. Для них используется единая система тактовых сигналов, то есть пульсация и продвижение данных происходит согласованно. Если на один элемент поступила порция данных, то только следующий такт меняет одну входную порцию на другую, причем это происходит по всей матрице одновременно. Но иногда, когда мы будем Читать далее