Инструменты пользователя

Инструменты сайта


examination:avs:question20

Конвейерная обработка в ВС, конвейер операций, конвейер команд.

Векторно-конвейерная обработка может быть реализована в системе с одним процессором, разделенным на некоторое число последовательно включенных операционных блоков. Каждый блок специализирован на выполнении строго определенной части операций.

Этапы вычислений:

Чем длиннее вычислительная цепочка данных и чем больше число этапов, а следовательно операционных блоков, тем больший эффект от использования конвейера может быть получен.

Идея конвейера может быть распространена не только на выполнение арифметических операций, но и на выполнение команд. Конвейер команд давно применяется в обычных ЭВМ. При этом цикл выполнения команды разбивается на несколько этапов. В устройстве управления предусмотрены блоки, которые независимо могут выполнять указанные этапы.

Таким образом, если в конвейере арифметических операций происходит параллельная обработка n пар операндов, то в конвейере команд происходит совмещение по времени выполнения операций.

Выигрыш во времени, рассчитанный теоретически, на практике невозможен, так как он может быть получен только при условии выполнения программы, не имеющей условных переходов. Наличие условных переходов приводит к ”холостым” пробегам конвейера.

В реальных ЭВМ и системах применяется различные приемы, которые позволяют определить признак перехода как можно раньше и подготовить выполнение этого перехода. Совсем исключить условные переходы невозможно. Тем не менее, для определённых задач, где выполняются цепочки команд без переходов, выигрыш в производительности значителен.

Как и в конвейере арифметических операций, выигрыш в конвейере команд тем больше, чем длиннее участки программ без условных переходов и чем больше независимых этапов.

В вычислительных системах можно одновременно использовать конвейер команд и арифметических операций или несколько параллельных работающих конвейеров. По этому принципу построены самые быстродействующие вычислительные системы.

examination/avs/question20.txt · Последние изменения: 2014/01/15 12:10 (внешнее изменение)