2.6. Оценка производительности эвм

Определим время выполнения команд в классической модели и пути уменьшения этого времени. Для оценки времени выполнения команд в качестве единицы времени используется такт.

Таблица распределения времени выполнения команд

Название ступени (действия на ГСА)	Тип команды
	ADD	WR	JMP	JS (да/нет)	READ	INC	IRET
IFETCH (выборка команды)	8	8	8	8/8	8	8	8
DECODE (декодирование команды)	1	1	1	1/1	1	1	1
TEST (проверка условия)	-	-	-	1/1	-	-	-
EADDR (создание исполнительного адреса)	2	2	-	-	2	2	-
OFETCH (выборка операнда)	4	-	-	-	4	4	-
EXEC (исполнение)	3+1	1	-	-	1	3	1
CHANGE IP ( изменить IP)	-	-	1	1/0	-	-	1
STORE (сохранение)	-	4	-	-	-	4	-
ENDOP (завершение)	1	1	1	1/1	1	1	1
Итого:	20	17	11	12/11	17	23	12

В следующей таблице приведены доли затрат времени для каждой команды.

Тип команд	Доля общего времени выполнения, %
ADD	30
READ	20
WR	15
JMP	7
Условный переход выполняемый	8
Условный переход невыполняемый	7
INC	5
IRET	8

=100

Для оценки производительности работы ЭВМ необходимо вычислить время, затрачиваемое на выполнение некоторой обобщенной команды. Для вычисления величины времени выполнения обобщенной команды используется формула, определяющая величину взвешенного арифметического среднего, которая позволяет учесть частоту использования каждой команды в заданной смеси команд.

X=, где

X_i – время (такты) выполнения команды i-го типа в заданной смеси команд;

C_i – дробная величина (доля). Характеризует частоту использования команды i-го типа в заданной смеси команд. При этом

Тип команд	Доля общего времени выполнения, коэф.	Время выполнения	CiXi
ADD	0,3	20	6
READ	0,2	17	3,4
WR	0,15	17	2,55
JMP	0,07	11	0,77
Условный переход выполняемый	0,08	12	0,96
Условный переход невыполняемый	0,07	11	0,77
INC	0,05	23	1,15
IRET	0,08	12	0,96
Итого			16,56

Таким образом в среднем на выполнение одной команды требуется 16,56 тактов, ≈ 17 тактам.

Если частота тактирующих сигналов будет 17 МГц, то производительность бесконвейерной модели ЭВМ составит 1 миллион операций в секунду.

3. Модификация созданной эвм

3.1. Возможности повышения производительности эвм

Существует различные способы повышения производительности ЭВМ, например:

• параллельная обработка нескольких команд за счет использования конвейерного принципа обработки команд;

• параллельная обработка нескольких команд за счет увеличения числа процессоров;

• использование нескольких процессоров;

• повышение быстродействия виртуальной памяти;

• повышение частоты генератора тактовых импульсов.

В данном курсовом проекте для повышения производительности ЭВМ реализуется конвейерный принцип обработки команд, заключающийся в совмещении выполнения текущей команды с выборкой следующей.