Автор работы: Пользователь скрыл имя, 10 Декабря 2012 в 21:45, курсовая работа
Конвейерная обработка основана на разделении исполняемой команды на сегменты, и выделении для каждой из них отдельного блока аппаратуры[1]. Сегментами конвейера могут быть оперативная память, арифметическое устройство, логическое устройство и др. Так же важную роль в конвейере играет организация передачи данных от одного сегмента к следующему. Конвейерную обработку можно использовать для совмещения этапов выполнения разных команд. Производительность при этом возрастает в разы, так как на различных тактах конвейера может выполняться несколько команд.
Теоретический материал 4
Конвейерная организация 4
Информационные и ресурсные конфликты 7
Организация памяти 10
Признаковый обмен и сквозная запись 13
Блоки GENERATE и TERMINATE 14
Блок ADVANCE 15
Блоки SEIZE и RELEASE 16
Блок TRANSFER 16
Блок LOGIC 17
Блок GATE 18
Задание для лабораторной работы 18
Пример выполнения задания 22
Описание используемых в модели обозначений 22
Описание модели 23
Блок-схема модели конвейерной ВС 25
Текст программы-модели конвейерной ВС 28
Выбор времени моделирования 30
Отладка модели 31
Тест 1 31
Тест 2 35
Тест 3 45
Тест 4 54
Анализ результатов моделирования 68
Анализ влияния длины I-очереди на производительность модели 68
Анализ влияния количества РАО и РДО на производительность модели 69
Анализ влияния ширины выборки из кэш-памяти на производительность модели 70
Анализ влияния формата команд на производительность модели 72
Анализ простоя логики декодирования при загруженной I-очереди 73
Варианты заданий для студентов 75
Вариант 1 75
Вариант 2 75
Вариант 3 75
Вариант 4 75
Вариант 5 76
Вариант 6 76
Вариант 7 76
Вариант 8 76
Вариант 9 77
Вариант 10 77
Список используемой литературы 77
Xact: 7 Curblk: 3 Nextblk: 4 Chains: CEC PC:
Mark-Time: 0. Move-Time: 0. Priority: 15
------------------------------
Xact 6 Placed on user chain at Block 20 (BUF2+1). Relative Clock: 9.0000
: STEP 1
Xact 7 Poised at Block 3 (TES3+1). Relative Clock: 9.0000
: STEP 1
Xact 7 Poised at Block 4 (TES3+2). Relative Clock: 9.0000
:
GPSS/H Source-Mode Interactive Debugger
Block Current Total TEST4.GPS Source Code...
5 3 PRIORITY 15
6 3 SEIZE LOGC
7 2 ASSIGN 2,FN$OPR1
8 2 ASSIGN 3,100
9 2 TES4 GATE LR P2
------------------------------
S/C: ON Abs Clock: 9.0000 Rel Clock: 9.0000 TTG: 1
------------------------------
Xact: 7 Curblk: 6 Nextblk: 7 Chains: CEC PC:
Mark-Time: 0. Move-Time: 0. Priority: 15
------------------------------
Xact 7 Poised at Block 5 (TES3+3). Relative Clock: 9.0000
: STEP 1
Xact 7 Poised at Block 6 (TES3+4). Relative Clock: 9.0000
: STEP 1
Xact 7 Poised at Block 7 (TES3+5). Relative Clock: 9.0000
:
GPSS/H Source-Mode Interactive Debugger
Block Current Total TEST4.GPS Source Code...
22 2 TES5 TEST G X$OAR,0
23 2 TEST L X$ODR,X$OAR
24 1 WOS2 SAVEVALUE ODR+,1
25 1 TRANSFER ,TES5
26 1 GENERATE ,,,1,10
------------------------------
S/C: OFF Abs Clock: 9.0000 Rel Clock: 9.0000 TTG: 1
------------------------------
Xact: 2 Curblk: 23 Nextblk: WOS2 Chains: CEC PC:
Mark-Time: 1.0000 Move-Time: 0. Priority: 10
------------------------------
Xact 7 Poised at Block 8 (TES3+6). Relative Clock: 9.0000
: STEP 1
Xact 7 Poised at Block 9 (TES4). Relative Clock: 9.0000
: STEP 1
Xact 2 Poised at Block 24 (WOS2). Relative Clock: 9.0000
:
GPSS/H Source-Mode Interactive Debugger
Block Current Total TEST4.GPS Source Code...
21 1 GENERATE ,,,1,10
22 3 TES5 TEST G X$OAR,0
23 2 TEST L X$ODR,X$OAR
24 2 WOS2 SAVEVALUE ODR+,1
25 2 TRANSFER ,TES5
------------------------------
S/C: OFF Abs Clock: 9.0000 Rel Clock: 9.0000 TTG: 1
------------------------------
Xact: 2 Curblk: TES5 Nextblk: 23 Chains: CEC PC:
Mark-Time: 1.0000 Move-Time: 0. Priority: 10
------------------------------
Xact 2 Poised at Block 25 (WOS2+1). Relative Clock: 9.0000
: STEP 1
Xact 2 Poised at Block 22 (TES5). Relative Clock: 9.0000
: STEP 1
Xact 2 Poised at Block 23 (TES5+1). Relative Clock: 9.0000
:
GPSS/H Source-Mode Interactive Debugger
Block Current Total TEST4.GPS Source Code...
28 8 SEIZE LOAD
29 8 TEST E X$OAR,X$ODR
30 7 ADVANCE 1
31 7 SAVEVALUE LOADN+,1
32 7 RELEASE LOAD
------------------------------
S/C: ON Abs Clock: 9.0000 Rel Clock: 9.0000 TTG: 1
------------------------------
Xact: 3 Curblk: 29 Nextblk: 30 Chains: CEC PC:
Mark-Time: 1.0000 Move-Time: 8.0000 Priority: 10
------------------------------
Xact 3 Poised at Block 28 (TES6+1). Relative Clock: 9.0000
: STEP 1
Xact 3 Poised at Block 29 (TES6+2). Relative Clock: 9.0000
: STEP 1
Xact 3 Poised at Block 30 (TES6+3). Relative Clock: 9.0000
:
GPSS/H Source-Mode Interactive Debugger
Block Current Total TEST4.GPS Source Code...
31 8 SAVEVALUE LOADN+,1
32 8 RELEASE LOAD
33 7 TRANSFER ,TES6
34 1 GENERATE ,,,1,10
35 1 2 TES7 ADVANCE 8
------------------------------
S/C: ON Abs Clock: 10.0000 Rel Clock: 10.0000 TTG: 1
------------------------------
Xact: 3 Curblk: 32 Nextblk: 33 Chains: CEC PC:
Mark-Time: 1.0000 Move-Time: 10.0000 Priority: 10
------------------------------
Xact 3 Placed on FEC at Block 30 (TES6+3). Relative Clock: 9.0000
: STEP 1
Xact 3 Poised at Block 32 (TES6+5). Relative Clock: 10.0000
: STEP 1
Xact 3 Poised at Block 33 (TES6+6). Relative Clock: 10.0000
:
GPSS/H Source-Mode Interactive Debugger
Block Current Total TEST4.GPS Source Code...
36 1 2 UNLINK BUF2,TES8,1
37 2 SAVEVALUE LOADN-,1
38 1 TRANSFER ,TES7
39 1 TES8 SAVEVALUE OAR-,1
40 1 SAVEVALUE ODR-,1
------------------------------
S/C: ON Abs Clock: 16.0000 Rel Clock: 16.0000 TTG: 1
------------------------------
Xact: 4 Curblk: 37 Nextblk: 38 Chains: CEC PC:
Mark-Time: 0. Move-Time: 16.0000 Priority: 10
------------------------------
Xact 3 Placed on FEC at Block 30 (TES6+3). Relative Clock: 15.0000
: STEP 1
Xact 4 Poised at Block 37 (TES7+2). Relative Clock: 16.0000
: STEP 1
Xact 4 Poised at Block 38 (TES7+3). Relative Clock: 16.0000
:
GPSS/H Source-Mode Interactive Debugger
Block Current Total TEST4.GPS Source Code...
38 2 TRANSFER ,TES7
39 2 TES8 SAVEVALUE OAR-,1
40 1 SAVEVALUE ODR-,1
41 1 LOGIC R P2
42 1 TEST NE P1,1,TER
------------------------------
S/C: OFF Abs Clock: 16.0000 Rel Clock: 16.0000 TTG: 1
------------------------------
Xact: 6 Curblk: TES8 Nextblk: 40 Chains: CEC PC:
Mark-Time: 0. Move-Time: 9.0000 Priority: 20
------------------------------
Xact 4 Poised at Block 35 (TES7). Relative Clock: 16.0000
: STEP 1
Xact 4 Placed on FEC at Block 35 (TES7). Relative Clock: 16.0000
: STEP 1
Xact 6 Poised at Block 40 (TES8+1). Relative Clock: 16.0000
:
GPSS/H Source-Mode Interactive Debugger
Block Current Total TEST4.GPS Source Code...
41 2 LOGIC R P2
42 2 TEST NE P1,1,TER
43 1 LOGIC R 100
44 1 TER TERMINATE
45 0 GENERATE 100
------------------------------
S/C: ON Abs Clock: 16.0000 Rel Clock: 16.0000 TTG: 1
------------------------------
Xact: 6 Curblk: 42 Nextblk: 43 Chains: CEC PC:
Mark-Time: 0. Move-Time: 9.0000 Priority: 20
------------------------------
Xact 6 Poised at Block 41 (TES8+2). Relative Clock: 16.0000
: STEP 1
Xact 6 Poised at Block 42 (TES8+3). Relative Clock: 16.0000
: STEP 1
Xact 6 Poised at Block 43 (TES8+4). Relative Clock: 16.0000
:
GPSS/H Source-Mode Interactive Debugger
Block Current Total TEST4.GPS Source Code...
8 3 ASSIGN 3,100
9 3 TES4 GATE LR P2
10 2 LOGIC S P2
11 2 CTES TEST E P1,1,OUTL
12 0 GATE LR 100
------------------------------
S/C: OFF Abs Clock: 16.0000 Rel Clock: 16.0000 TTG: 1
------------------------------
Xact: 7 Curblk: TES4 Nextblk: 10 Chains: CEC PC:
Mark-Time: 0. Move-Time: 0. Priority: 15
------------------------------
Xact 6 Poised at Block 44 (TER). Relative Clock: 16.0000
: STEP 1
Xact 6 Destroyed at Block 44 (TER). Relative Clock: 16.0000
: STEP 1
Xact 7 Poised at Block 10 (TES4+1). Relative Clock: 16.0000
:
GPSS/H Source-Mode Interactive Debugger
Block Current Total TEST4.GPS Source Code...
12 0 GATE LR 100
13 0 LOGIC S 100
14 1 3 OUTL ADVANCE 1
15 2 RELEASE LOGC
16 4 SPLIT 1,TES3
------------------------------
S/C: ON Abs Clock: 16.0000 Rel Clock: 16.0000 TTG: 1
------------------------------
Xact: 7 Curblk: OUTL Nextblk: 15 Chains: FEC PC:
Mark-Time: 0. Move-Time: 17.0000 Priority: 15
------------------------------
Xact 7 Poised at Block 11 (CTES). Relative Clock: 16.0000
: STEP 1
Xact 7 Poised at Block 14 (OUTL). Relative Clock: 16.0000
: STEP 1
Xact 7 Placed on FEC at Block 14 (OUTL). Relative Clock: 16.0000
:
GPSS/H Source-Mode Interactive Debugger
Block Current Total TEST4.GPS Source Code...
25 2 TRANSFER ,TES5
26 1 GENERATE ,,,1,10
27 14 TES6 TEST G CH$BUF2,0
28 14 SEIZE LOAD
29 14 TEST E X$OAR,X$ODR
------------------------------
S/C: ON Abs Clock: 16.0000 Rel Clock: 16.0000 TTG: 1
------------------------------
Xact: 3 Curblk: 33 Nextblk: TES6 Chains: CEC PC:
Mark-Time: 1.0000 Move-Time: 16.0000 Priority: 10
------------------------------
Xact 3 Poised at Block 32 (TES6+5). Relative Clock: 16.0000
: STEP 1
Xact 3 Poised at Block 33 (TES6+6). Relative Clock: 16.0000
: STEP 1
Xact 3 Poised at Block 27 (TES6). Relative Clock: 16.0000
:
GPSS/H Source-Mode Interactive Debugger
Block Current Total TEST4.GPS Source Code...
16 1 6 SPLIT 1,TES3
17 3 TEST L X$OAR,X$SOAR
18 2 SAVEVALUE OAR+,1
19 2 BUF2 PRIORITY 20
20 2 LINK BUF2,FIFO
------------------------------
S/C: ON Abs Clock: 17.0000 Rel Clock: 17.0000 TTG: 1
------------------------------
Xact: 7 Curblk: 17 Nextblk: 18 Chains: CEC PC:
Mark-Time: 0. Move-Time: 17.0000 Priority: 15
------------------------------
Xact 7 Poised at Block 16 (OUTL+2). Relative Clock: 17.0000
: STEP 1
Xact 7 Poised at Block 17 (OUTL+3). Relative Clock: 17.0000
: STEP 1
Xact 7 Poised at Block 18 (OUTL+4). Relative Clock: 17.0000
:
GPSS/H Source-Mode Interactive Debugger
Block Current Total TEST4.GPS Source Code...
18 3 SAVEVALUE OAR+,1
19 3 BUF2 PRIORITY 20
20 1 3 LINK BUF2,FIFO
21 1 GENERATE ,,,1,10
22 1 3 TES5 TEST G X$OAR,0
------------------------------
S/C: ON Abs Clock: 17.0000 Rel Clock: 17.0000 TTG: 1
------------------------------
Xact: 7 Curblk: 20 Nextblk: --??-- Chains: UCH PC:
Mark-Time: 0. Move-Time: 17.0000 Priority: 20
------------------------------
Xact 7 Poised at Block 19 (BUF2). Relative Clock: 17.0000
: STEP 1
Xact 7 Poised at Block 20 (BUF2+1). Relative Clock: 17.0000
: STEP 1
Xact 7 Placed on user chain at Block 20 (BUF2+1). Relative Clock: 17.0000
:
Была рассмотрена работа логики декодирования при поступлении команд для работы с памятью. Первая и вторая команды имели конфликт РОН (транзакт 1 и 6). Устройство декодирования было заблокировано до завершения выполнения команды 1. У команд 2 и 3 возник конфликт памяти. Устройство декодирования было заблокировано до завершения выполнения команды два. Таким образом, логика декодирования работает в соответствии с алгоритмом.
Для начала проведем несколько тестов для того, чтобы проверить адекватность результатов, получаемых при моделировании.
Для моделирования примем следующие входные данные:
Проанализируем влияние длины очереди на производительность конвейерной ВС. Определим зависимость количества обработанных команд от длины очереди. Для длины очереди равной 4:
Block Current Total Block Current Total Block Current Total Block Current Total Block Current Total
BUF2 510 61 6 71 800 81 1 800 91 8
52 510 62 6 72 800 STP2 510 92 8
53 1 GOD2 32 73 800 83 38 FAL3 2
TES5 1 39 64 32 74 800 84 38 94 2
55 38 65 32 75 800 TES8 510 GOD3 8
56 38 66 32 76 1 800 86 1 510 96 8
57 38 WOS2 38 77 1 87 509 97 8
58 38 68 38 TES7 800 88 509 98 8
Информация о работе Ресурсные и информационные конфликты в конвейерных системах