Инструменты пользователя

Инструменты сайта


examination:avs:question22

Вопрос 22. Архитектура систем ОКОД. Конфликты при обращении к ЗУ. Конвейер команд, память с чередованием адресов.

Архитектура ОКОД охватывает все однопроцессорные и одномашинные варианты ВС. В этот класс архитектур попадают все электронно-вычислительные машины (ЭВМ) классической структуры, закономерности построения, которых достаточно хорошо изучены. ЦП - центральный процессор; ОЗУ – оперативное запоминающее устройство. УУВУ - устройство управления внешними устройствами.

Основная функция центрального процессора - обработка информации и взаимодействие с устройствами. Обмениваться данными центральный процессор (ЦП) может только с оперативным запоминающим устройством (ОЗУ). В ОЗУ размещается выполняемая в данный момент программа. Оперативное запоминающее устройство состоит из ячеек памяти, каждая ячейка имеет свой уникальный адрес. Каждая ячейка (адрес) разбита на два поля – поле внутрисистемной информации (это поле может содержать бит четности), вторая часть – машинное слово (содержит команду или данные). Машинное слово состоит из некоторого количества двоичных разрядов. Число разрядов определяет разрядность систем. В ЭВМ параллелизм вычислений обеспечивается путем совмещения выполнения операций отдельными блоками АЛУ, а также параллельной работой устройств ввода – вывода информации и процессора.

Значительный эффект производительности однопроцессорной системы дает разделение ОЗУ на несколько модулей, которые являются функционально – самостоятельными. Это дает им возможность работать независимо друг от друга. Производительность системы повышается за счет уменьшения простоя устройств из–за конфликтов при обращении к ОЗУ.

Конфликт – при параллельной работе многих устройств ввода–вывода и процессора, неизвестны ситуации, когда нескольким устройствам одновременно требуется обращение к ОЗУ для записи/перезаписи информации. Разрешить конфликт можно путем введения системы приоритетов, которая устанавливает очередность удовлетворения запросов к ОЗУ, следовательно, это ведет к простою устройств, не имеющих высокого приоритета. В наибольшей степени от того страдает процессор, так как по принципу своей работы, он может ожидать сколь угодно долго. В то время как большинство периферийных устройств ждать долго не могут, или это будет приводить к слишком большим потерям времени.

Кроме совмещения во времени различных этапов обработки информации, в системах класса ОКОД существенное повышение производительности достигается за счет введения конвейера команд; для повышения производительности, часто применяют многомодульные ОЗУ. Это позволяет достичь двойного эффекта:

  1. 1.Если программы и данные размещать в разных модулях памяти, то это позволит совмещать во времени выборку команды и операнда. А это, при выполнении в ОЗУ в виде одного функционального устройства невозможно.
  2. 2. Обычно, при обработке команды, данные выбираются из некоторой последовательности ячеек памяти с последовательно повышающимися адресами.

Если организовать ОЗУ таким образом, что все четные адреса будут принадлежать одному модулю ОЗУ, а все нечетные – другому; и совмещать начало работ этих модулей на полцикла, то при выполнении программы среднее время обращения к ОЗУ можно повысить в идеале до двух раз. Этот же принцип может быть распространен на большее число модулей с независимым управлением. Такая память называется памятью с чередованием адресов и расслоением адресов.

examination/avs/question22.txt · Последние изменения: 2014/01/15 12:10 (внешнее изменение)