- •«Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «лэти» им. В.И.Ульянова (Ленина)» (сПбГэту)
- •Методические указания к выполнению курсового проекта
- •1. Объект проектирования и оценка эффективности архитектуры
- •2. Исходные данные для курсового проектирования
- •3. Результаты проектирования
- •4. Оформление курсового проекта
- •5. О содержании разделов пояснительной записки
- •1.6. Взаимодействие программ пользователя с внешними устройствами
- •1.7. Демонстрация возможностей взаимодействия cpu с внешними устройствами
- •1.8. Интерфейс Win32 api
- •2.6. Оценка производительности эвм
- •4. Тестовая задача
- •4.1. Алгоритм и программа для тестирования эвм
- •4.2. Моделирование процесса выполнения программы
- •5. Программирование ввода и вывода
- •5.1. Аппаратная реализация взаимодействия процессора с внешним устройством
- •Раздел 5.1 необходим, если студент претендует на высшую оценку при защите курсового проекта. Содержание раздела излагается на лекции.
- •5.2. Пример использования системных функций для ввода
- •5.3. Общие сведения об интерфейсе Win32 api
2.6. Оценка производительности эвм
Необходимо описать правила вычисления усредненного времени выполнения команды. Пояснить выбор частоты тактовых импульсов для ЭВМ и оценить ее производительность.
В третьем разделе пояснительной записки излагаются возможные пути повышения производительности работы ЭВМ. Обосновывается целесообразность использования для повышения производительности ЭВМ способов конвейеризации. Осуществляется выбор подходящего способа конвейеризации. Приводятся описания структуры конвейера и алгоритмов его работы. Определяется величина приращения производительности работы ЭВМ, достигаемой с помощью выбранной структуры конвейера. Для каждого типа команды составляются таблицы занятости 2-ступенчатого конвейера и подсчитывается базовый цикл латентности. Предлагается следующая структура третьего раздела.
3. Модификация созданной ЭВМ
3.1. Возможности повышения производительности ЭВМ
Пояснить способы и средства повышения производительности ЭВМ.
3.2. Организация конвейерной обработки команд
Пояснить возможность совмещения процессов выполнения и выборки команд. Привести таблицы занятости CPU и основной памяти при работе на бесконвейерной ЭВМ и определить цикл латентности. Пояснить расчеты средней латентности для конвейерной ЭВМ.
3.3. Расчет прироста производительности ЭВМ
Вычислить процент величины прироста производительности ЭВМ.
В четвертом разделе пояснительной записки приводится описание программы обработки массива исходных чисел. При описании программы для каждой команды указывается адрес хранения, мнемоническое представление команды (имя выполняемой операции и идентификатор используемой в команде переменной), двоичное представление команды, комментарий. Требуется описать распределение памяти для n обрабатываемых чисел, для используемых параметров и для результата обработки. Необходимо описать алгоритм (в виде графической схемы или на языке высокого уровня) обработки массива чисел. Вид обработки массива чисел и свойства обрабатываемых чисел задаются преподавателем. Например, требуется вычислить следующее выражение.
n
S = ∑ X i , где n константа, а X i представляет некоторое число из заданного
i=1
массива целых положительных и отрицательных чисел.
Предлагается следующая структура четвертого раздела.
4. Тестовая задача
Описать полученное у преподавателя индивидуальное задание.
4.1. Алгоритм и программа для тестирования эвм
Необходимо создать и описать алгоритм, программу (в исходном текстовом виде и объектном двоичном), исходные, промежуточные и результирующие данные.
4.2. Моделирование процесса выполнения программы
Моделирование заключается в описании последовательности микроопераций, выполняемых функциональными блоками ЭВМ при интерпретации инструкций (команд) ЭВМ, составляющих объектную программу, и результатов, получаемых с помощью этих микроопераций. Для выбора очередной выполняемой микрооперации в алгоритме функционирования ЭВМ служат операторы проверки признаков, характеризующих результат действия микроопераций. При моделировании необходимо также описать конкретные значения указанных признаков, используемых в процессе интерпретации команды. Моделированию подвергаются несколько команд, задаваемых преподавателем.
Пятый раздел пояснительной записки содержит сведения о программном интерфейсе, используемом при взаимодействии прикладной программы с клавиатурой на разных уровнях.
На нижнем уровне для взаимодействия с устройствами ввода и вывода предполагается использование адресуемых портов ввода-вывода, посредством которых реализуется доступ к аппаратным средствам (микросхемам) ЭВМ.
На среднем уровне управление работой устройствами ввода-вывода организуется с помощью команд прерывания, обслуживаемых либо базовой системой ввода-вывода (BIOS), либо ядром операционной системы.
Высокий уровень предполагает использование средств языка программирования высокого уровня и сводится к применению стандартных процедур, функций, констант и переменных языка, реализующих соответствующие возможности средств среднего и нижнего уровней.
В этом разделе также описывается разработанная и отлаженная программа, иллюстрирующая возможности взаимодействия прикладных программ с внешним устройством (на примере клавиатуры).
Завершая пятый раздел пояснительной записки, приведите описание общих сведений о программном интерфейсе WIN32 API. Предлагается следующая структура пятого раздела.