МИНИСТЕРСТВО оБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Московский государственный институт электроники и математики
(Технический университет)
Кафедра вычислительных систем и сетей
Методические указания
к лабораторной работе №1 на тему
«Моделирование работы многоконвейерного процессора»
по дисциплине «Организация ЭВМ, комплексов и систем»
Москва 2009
Составитель к.т.н., доц. Е.М. Иванова
УДК 681.325
Методические указания являются составной частью методического обеспечения по дисциплине «Организация ЭВМ», изучаемой студентами в рамках специальности 22.01 – «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети».
Основным содержанием является изучение принципов организации работы центрального процессора, конвейерной обработки информации, последовательности фаз выполнения команды в процессоре при наличии в нём одного или нескольких конвейеров или при отсутствии последних.
Моделирование работы многоконвейерного процессора: Методические указания к выполнению лабораторной работы по дисциплине «Организация ЭВМ, вычислительных комплексов и систем» /Московский Государственный институт электроники и математики; Сост.: Е.М. Иванова, М., 2009 - 16с.
Цель и практическое содержание методических указаний
Цель работы
Целью работы является закрепление теоретических знаний по разделам «Центральный процессор», «конвейеры».
Краткое содержание
В настоящих указаниях приводится описание особенностей организации работы процессоров при выполнении команд для трёх случаев:
при наличии нескольких конвейеров,
при наличии одного конвейера,
при отсутствии конвейеров.
Методические указания содержат достаточное число вариантов заданий на курсовую работу для студентов, изучающих дисциплину “Организация ЭВМ”.
Теоретическая часть
В теоретической части данных методических указаний особое внимание уделяется вопросам организации конвейерной обработки информации для однопроцессорных архитектур. Краткий обзор теоретического материала, необходимого в ходе выполнения лабораторной работы, приводится ниже.
Обобщённая структура центрального процессора
Любой процессор в самом общем виде можно представить состоящим из двух основных устройств: устройство управления и операционного устройства (см. рис.1).
Рис.1. Обобщённая структура центрального процессора
Функциями устройства управления являются:
определение адреса следующей команды;
выборка команды;
интерпретация её с целью анализа формата, служебных признаков и вычисления адреса операнда (операндов);
установление номенклатуры и временной последовательности всех функциональных управляющих сигналов, генерация управляющих импульсов и передача их на управляющие шины функциональных частей ЭВМ и вентили между ними;
анализ результата операции и изменение своего состояния,
реакцию на сигналы от внешних и внутренних устройств системы (сигналы состояния), в том числе реализацию прерываний.
Функциями операционного устройства являются:
выполнение операции - преобразование информации в АЛУ или дополнительных блоках специальной арифметики,
формирование флагов – признаков состояния (результата операции).