- •1.Классификация и характеристики мп.
- •Вопрос 2. Организация доступа к программно доступным элементам
- •Билет№2
- •1.Оценка производительности мп.
- •2.Программно-управляемый обмен.
- •1.Общая структура Фон-Неймановской архитектуры.
- •2.Обмен в режиме прерываний. Инициализация подсистемы прерывания.
- •Билет№4
- •1.Устройство управления мп.
- •2.Обмен в режиме прерываний. Алгоритм обмена.
- •Билет№5
- •1.Операционное устройство мп.
- •2.Обмен данными в режиме пдп. Инициализация.
- •1.Принцип конвейерной обработки. Производительность, проблемы.
- •2.Обмен данными в режиме пдп. Алгоритм обмена.
- •1.Структурные конфликты. Методы минимизации конфликтов.
- •2.Обмен в режиме прерываний. Алгоритм обмена.
- •1.Конфликты по данным. Методы минимизации конфликтов.
- •2.Организация доступа к программно-доступным элементам.
- •1.Конфликты по управлению. Статические методы минимизаций конфликтов.
- •2.Программно-управляемый обмен.
- •1.Конфликты по управлению. Динамические методы минимизаций конфликтов.
- •2.Суперскалярная обработка. Приминение. Проблемы.
- •1.Пути повышения производительности мп. Особенности высокоскростных мп.
- •2.Обмен в режиме прерываний. Инициализация подсистемы прерываний.
- •2.Операционное устройство мп.
- •1.Обмен данными в режиме пдп. Инициализация.
- •Аппаратный стек мп
- •1.Обмен данными в режиме пдп. Алгоритм обмена.
- •2.Оценка производительности мп.
- •1.Программно-управляемый обмен.
- •2.Организация доступа к программно-доступным элементам.
- •4, 8, 12, 16, 24, 32 И 64 разрядные мп
- •2.Обмен в режиме прерываний. Инициализация подсистемы прерывания.
- •Билет№18
- •1.Оценка производительности мп.
- •2.Обмен в режиме прерываний. Алгоритм обмена.
1.Структурные конфликты. Методы минимизации конфликтов.
Структурный конфликт (имеет место, когда несколько команд, находящихся на разных ступенях конвейера, пытаются одновременно использовать один и тот же ресурс, чаще всего — память.)
Эти причины можно устранить: установить буферы;
разделить Пам;
исп-ть регистровый файл по назначению и для отложенной записи в ОП результата вычислений.
исп-ть мультиплексирование АЛУ (введение в структуру специализированных АЛУ (ОУ) для длинных операций, например матричного типа) или его конвейеризацию.
В целом, влияние структурного риска на производительность конвейера по сравнению с другими видами рисков сравнительно невелико.
2.Обмен в режиме прерываний. Алгоритм обмена.
ВУ, готовое к обмену, оповещает об этом устройство вв/выв. Устройство вв/выв устанавливает флаг запроса на прерывание.
Контроллер прерываний фиксирует все запросы на прерывание.
Контроллер прерываний сверяет эти запросы с маской приоритетов, выявляет запрос с наивысшим приоритетом.
Контроллер прерываний выставляет сигнал INT
МП: если прерывания программно разрешены, отвечает контроллеру прерываний сигналом INT А
МП заканчивает выполнять текущую команду и переходит к обмену в режиме прерываний
КП, получив от МП сигнал INT А, выставляет на ШД вектор прерываний с наивысшим приоритетом
МП, получив вектор прерывания, запоминает в стеке адрес команды прерывания, т е запоминает содержимое счетчика команд
МП по вектору прерывания определяет физический адрес памяти зоны таблицы векторов прерывания.
МП считывает из Пам адрес перехода на подпрограмму обработки прерывания
МП выполняет подпрограмму обработки прерывания (происходит обмен с ВУ). Последней командой подпрограммы обработки прерывания д б команда RET. По данной команде из стека возвращается адрес команды, прерванной подпрограммой обработки прерывания.
Билет№8
1.Конфликты по данным. Методы минимизации конфликтов.
Пусть две команды в конвейере I и J предусматривают обращение к одной и той же переменной х, причем команда I предшествует команде J.
В общем случае междуожидаемы три типа конфликтов по данным:
■ «Чтение после записи» (ЧПЗ-RAW): команда J читает х до того, как команда I успела записать новое значение х, то есть J ошибочно получит старое значение х вместо нового.
■ «Запись после чтения» (ЗПЧ-WAR): команда J записывает новое значение х до того, как команда I успела прочитать х, то есть команда I ошибочно получит новое значение х вместо старого.
■ «Запись после записи» (ЗПЗ-WAW): команда J записывает новое значение х прежде, чем команда I успела записать в качестве х свое значение, то есть х ошибочно содержит значение хi вместо xj
Наиболее частый вид конфликтов по данным — ЧПЗ, поскольку операция чтения в цикле команды (этап ВО) предшествует операции записи (этап ЗР).
Методы борьбы с конфликтами по данным
Применяются как программные, так и аппаратные методы.
Программные методы ориент-ны на устранение самой возм-ти конфликтов еще на стадии компиляции П. Оптимизирующий компилятор пытается создать такой объектный код, чтобы м/укомандами, находилось достаточное кол-во нейтральных команд. Если не удается, то м/у конфлик-ми командами компилятор вставляет необх-ое кол-во команд типа «Нет операции».
аппаратные методы. Наиболее очевидным решением является остановка команды на несколько тактов с тем, чтобы команда успела завершиться или, по крайней мере, миновать ступень конвейера, вызвавшую конфликт. Соответственно задерживаются и команды, следующие в конвейере за командой. Иногда приостанавливают только команду не задерживая следующие за ней команды.