I

I

Выравнивание порядков I I

~1 „ J

I Прием операндов на регистры 1

i ^L-

Умножение чисел с фиксирован­ной точкой

Сложонив чисел с плавающей точкой

порядков

если не организовать конвей­ер и выполнять все этапы опе­рации последовательно, то для получения компонента Zi = Xi -f- tji потребуется время Т= t\ + /2 4“ ^3 +1*.

Накопление

J

Нормализация

Сложение

^c—i

Умножение I

L —

*—

Выход I

1——

*

В синхронном конвейере, как указывалось выше, про­должительность каждого эта­па устанавливается по само­му длинному из них, пусть в данном случае это ^з- Тогда, есЛи конвейер заполнен, ре­зультаты сложения элемен­тов векторов будут выдавать­ся через каждые промежутки времени f₃, т. е. значительно быстрее, чем в случае отсут­ствия конвейерной обработки.

На рис. 9.39 в качестве примера представлена струк­тура конвейерного (магист­рального) АЛУ, соответствующего АЛУ известной в свое время ЭВМ ASC фирмы Texas Instruments, и показаны варианты коммутации блоков конвейера для выполнения разных операций, в данном случае сложения чисел с плавающей точкой и умноже­ния чисел с фиксированной точкой.

Особенно эффективно использование операционных (ариф­метических) конвейеров в специализированных вычислительных устройствах с ограниченным набором алгоритмов обработки входных потоков данных, так как в этом случае возможно разби­ение АЛУ на большое число простейших быстродействующих конвейерных блоков при небольших схемных и временных по­терях на их коммутацию.

В ряде процессоров ЭВМ и микропроцессоров одновременно присутствуют конвейер команд и арифметический конвейер, при этом часто в процессоре (микропроцессоре) выделяют / часть — аппаратуру, относящуюся к обработке собственно команд и £-часть — аппаратуру, связанную с операциями над данными

1. Что относится к элементам архитектуры ЭВМ?

2. Что определяет остроту проблемы при выборе структуры и фор­мата команд современных ЭВМ? Каковц пути решения этой проблемы?

3. Что такое самоопределяемые данные? Почему при использовании тегов сокращается количество различных команд в системе команд машины?

4. Почему в малоразрядных ЭВМ и микропроцессорах широко ис­пользуется косвенная адресация? Приведите пример совместного исполь­зования регистровой и косвенной адресации.

5. Поясните, почему стековая память позволяет использовать бе­задресные команды?

6. Каковы назначение и особенности реализации команды безуслов­ного перехода с возвратом?

7. Как с помощью индексации организуется обработка упорядочен­ных массивов данных?

8. Каковы назначение и процедуры автоинкрементной и автодекре­ментной адресаций?

9. Укажите, в каком из изображенных на рис. 9.17 форматов команд ЕС ЭВМ используется косвенная адресация?

10. Что общего между вектором состояния программы (процессора) и вектором прерывания?

11. Каковы назначение и процедура прерывания программ ЭВМ?

12. Что такое векторное прерывание? Опишите процедуру векторно­го прерывания с использованием .стековой памяти.

13. Почему реализуемые в архитектуре ЕС ЭВМ программные пре­рывания и прерывания при обращении к супервизору не могут возникать одновременно?

14. В чем различие синхронного и асинхронного конвейеров?

15. Каким образом особенности архитектуры ЭВМ с сокращенным набором команд способствуют повышению ее быстродействия? Какова при этом роль «перекрывающихся регистровых окон»?