Диаграмма состояний цикла команды

Вышеизложенное можно подытожить в виде рис. 11.4, где показаны потоки инфор­мации в ходе этапов выборки команды, косвенной адресации и прерывания.

Рис.11.4. Потоки информации при реализации цикла команды: а – этап выборки; б – этап косвенной адресации; в – этап прерывания.

Возможен также иной подход к описанию содержания цикла команды — с помощью диаграммы состояний (рис. 11.5). На такой диаграмме цикл команды представляется в виде последовательности состояний. Для каждой конкретной команды некоторые состояния могут быть нулевыми, а некоторые другие могут неоднократно повторяться. Полный цикл команды может включать в себя следующие состояния:

- Вычисление адреса команды. Определение исполнительного адреса команды, которая должна выполняться следующей.

- Выборка команды. Чтение команды из ячейки памяти и занесение ее в РК.

- Декодирование команды. Анализ команды с целью выяснения типа подлежа­щей выполнению операции и операндов.

- Вычисление адреса операнда. Определение исполнительного адреса операн­да, если операция предполагает обращение к операнду, хранящемуся в памяти или же доступному посредством ввода.

• Выборка операнда. Выборка операнда из памяти или его ввод с устройства ввода.

• Операция с данными. Выполнение операции, указанной в команде.

• Запись операнда. Запись результата в память или вывод на устройство вы­вода.

Рис. 11.5. Диаграмма состояний цикла команды.

Состояния в верхней части диаграммы описывают обмен между ЦП и памятью либо между ЦП и модулем ввода/вывода. Состояния в нижней части обозначают только внутренние операции ЦП. Вычисление адреса операнда встречается дваж­ды, поскольку команда может включать в себя чтение, запись или и то и другое, однако действия, выполняемые в этом состоянии, в обоих случаях одни и те же, поэтому используется один и тот же идентификатор состояния.

Основные показатели вычислительных машин

Использование конкретной вычислительной машины имеет смысл, если ее пока­затели соответствуют показателям, определяемым требованиями к реализации заданных алгоритмов. В качестве основных показателей ВМ обычно рассматрива­ют: емкость памяти, быстродействие и производительность, стоимость и надеж­ность. Остановимся только на показателях быстродействия и производительности, обычно представляющих основной интерес для пользова­телей.

Быстродействие. Целесообразно рассматривать два вида быстродействия: номинальное и среднее.

Номинальное быстродействие характеризует возможности ВМ при выполне­нии стандартной операции. В качестве стандартной обычно выбирают короткую операцию сложения.

Среднее быстродействие характеризует скорость вычислений при выполнении эталонного алгоритма или некоторого класса алгоритмов. Величина среднего быс­тродействия зависит как от параметров ВМ, так и от параметров алгоритма.

Производительность ВМ оценивается количеством эталонных алгоритмов, выполняемых в единицу времени. Производительность является более универсальным показателем, чем среднее быстродействие, поскольку в явном виде зависит от порядка прохождения задач через ВМ.

Предыдущая Содержание Следующая