Шпаргалка: Командный цикл процессора

- относительно большой (не менее 32) процессорный файл РОНов (в современных микропроцессорах превышает 500).

Что являлось направлением исследований, приведших к созданию RISC-архитектуры?

Согласно проведенным Дэвидом Паттерсоном и Джоном Хеннеси исследованиям (исследовались языки С, Pascal:

- операции – функции выполняемые ЦП взаимодействие ЦП з ОП

- операнды - операнды, частота использования, служить для выбора необходимого множества режимов адресации

- последовательность выполнения – определяет структуру управлении процессором и конвейером.

1. Большинство ссылок – скалярные переменные (в основном – локальные).

2. Больше всего времени занимают вызов подпрограмм (и возврат из них) и условные переходы.

Оцениваемые параметры:

-среднее количество машинных команд и обращений к памяти при реализации операторов разных типов;

- динамичная частота появления разных классов(типов) переменных.

Какие выводы из научных исследований привели к появлению RISC?

Эффективный путь повышения производительности:

- основа – конвейер команд:

проектирование конвейера (традиционный неэффективен)

использования компиляторов оптимизующих работу конвейера.

- более интенсивно использовать регистры (минимальное обращение к переменным в ОП)

- сократить набор относительно простых команд.

5. Что является технической основой реализации RISC?

Технической основой реализации RISC является процессор у которого большое количество внутренних регистров и обмены происходит «регистр – регистр».

Регистры процессора, их оптимизация:

1. Программный метод: Реализуется компилятором с ЯПВУ. Регистры процессора распределяются для переменных, наиболее интенсивно используемых в заданном временном интервале.

- Каждой переменной выделяется виртуальный регистр (их число m не ограничено).

- Виртуальные регистры отображаются на ограниченное количество (n) физических регистров:

неперекрывающиеся виртуальные регистры отображаются на один и тот же физический регистр;

при нехватке физических регистров их роль для оставшихся виртуальных регистров выполняют ячейки памяти.

Задача: определить, каким переменным в данной точке программы выгоднее всего выделить физические регистры.

Метод решения: распространенный – раскраска графа:

Элементы графа: узел – виртуальный регистр; кол-во узлов – m; цвет узла – физический регистр; кол-во цветов – n; ребро – соединяет два виртуальных регистра, одновременно используемых в одном и том же фрагменте программы.