Курсовая работа: Представление текстовой и графической информации в электронном виде

Выполнение команд последовательно осуществляется по следующей схеме:

При конвейеризации используется другой принцип:

При этом время выполнения операций не изменилось, но производительность увеличилась в 2 раза.

Для обработки операндов и команд используется буферная память.

БК – буфер команд

БД – буфер данных

Принцип конвейеризации по-разному реализуется в современных микропроцессорах. Структура микропроцессора типа CISC предполагает, что команды имеют разную длину и время выполнения, поэтому они сложны аппаратурно. Процессоры типа RISC предполагают, что все команды имеют одинаковый формат, Цикл выполнения команд тоже одинаков. В них количество команд сведено до минимума (содержат набор простых, чаше всего встречающихся команд). Уменьшено количество различных вариантов обращения к памяти. ЦП ориентирован на работу с регистрами, а не с памятью. Но удлинение кода приводит к увеличению затрат ОП.

Команды имеют следующий формат:

КОП – код операции

M – признак команды

R1 – номер регистра

R2 – номер ячейки

R3 (L) - смещение

Конфликты, возникающие при использовании принципа конвейеризации.

1. Структурный – возникает при одновременном обращении в различных фазах к одному тому же ресурсу.

Например, фазы ВО и ВК, ВК и ИК, выполняемые в одно время, требуют обращения к памяти. Решение – введение отдельных КЭШей (для команд и для данных).

2. Зависимость по данным. Например, при выполнении следующих операций

сложить R1 R2 R3 (результат сложения R2 и R3 записывается в R1)

умножить R4 R1 R5

При выполнении ВО второй команды требуется элемент R1, который будет получен только при выполнении ЗР первой операции. Это невозможно. Решение:

1) введение дополнительной пустой операции (приторможение конвейера)

2) заранее выявить конфликт и изменить порядок команд

3. Конфликт по управлению.

Например, такой конфликт возникает при: