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
FAL2 6 69 1 79 800 89 38 DEL2 509
60 6 TES6 800 80 800 WSTR 8 100 509
Длина I-очереди |
2 |
4 |
6 |
Количество обработанных команд |
504 |
509 |
509 |
Табл. 1. Зависимость количества обработанных команд от длины очереди
Определим зависимость занятости устройств от длины очереди. Для длины очереди равной 4:
--Avg-Util-During--
Facility Total Avail Unavl Entries Average Current Percent Seizing Preempting
Time Time Time Time/Xact Status Avail Xact Xact
TEG 0.150 187 2.412 AVAIL
STOR 0.056 167 1.000 AVAIL
LOGC 1.000 511 5.869 AVAIL 517
LOAD 0.327 800 1.227 AVAIL
CPU 0.850 510 4.998 AVAIL 516
2 |
4 |
6 | |
TEG |
0,144 |
0,150 |
0,150 |
STOR |
0,058 |
0,056 |
0,056 |
LOGC |
0,960 |
1,000 |
1,000 |
LOAD |
0,329 |
0,327 |
0,327 |
CPU |
0,841 |
0,850 |
0,850 |
Табл. 2. Зависимость занятости устройств от длины очереди
Определим характеристики I-очереди в зависимости от её длины. Для длины очереди равной 4:
User Chain Entries Average Average Current Maximum
Time/Xact Contents Contents Contents
BUF2 510 1.196 0.203 0 4
Длина I-очереди |
2 |
4 |
6 |
Заполненность I-очереди |
0,208 |
0,203 |
0,203 |
Число входов транзакта |
506 |
510 |
510 |
Максимальное число команд в очереди |
2 |
4 |
4 |
Табл. 3. Характеристики I-очереди
Из полученных данных видно, что длина очереди 4 – самая оптимальная. При 5 и более очередь не успевает заполниться.
Проанализируем влияние количества РАО и РДО на производительность конвейерной ВС. Определим зависимость количества обработанных команд от РАО и РДО. Для 8 регистров:
Block Current Total Block Current Total Block Current Total Block Current Total Block Current Total
BUF2 844 61 11 71 1 1315 81 1 1314 91 16
52 2 844 62 11 72 1314 STP2 842 92 16
53 1 GOD2 67 73 1314 83 78 FAL3 3
TES5 79 64 67 74 1314 84 78 94 3
55 79 65 67 75 1314 TES8 842 GOD3 16
56 79 66 67 76 1314 86 842 96 16
57 79 WOS2 78 77 1 87 842 97 16
58 79 68 78 TES7 1314 88 842 98 16
FAL2 12 69 1 79 1314 89 78 DEL2 842
60 1 12 TES6 1315 80 1314 WSTR 16 100 842
Количество РАО и РДО |
8 |
6 |
4 |
Количество обработанных команд |
842 |
842 |
840 |
Табл. 1. Зависимость количества обработанных команд от количества РАО и РДО
Определим зависимость занятости устройств от количества РАО и РДО. Для 8 регистров:
--Avg-Util-During--
Facility Total Avail Unavl Entries Average Current Percent Seizing Preempting
Time Time Time Time/Xact Status Avail Xact Xact
TEG 0.161 329 2.447 AVAIL 4
STOR 0.058 292 1.000 AVAIL
LOGC 0.999 845 5.910 AVAIL 851
LOAD 0.336 1315 1.278 AVAIL 5
CPU 0.842 842 5.000 AVAIL
8 |
6 |
4 | |
TEG |
0,161 |
0,161 |
0,160 |
STOR |
0,058 |
0,058 |
0,056 |
LOGC |
0,999 |
0,999 |
1,000 |
LOAD |
0,336 |
0,336 |
0,325 |
CPU |
0,842 |
0,842 |
0,841 |
Табл. 2. Зависимость занятости устройств от длины очереди
Определим характеристики I-очереди в зависимости от количества РАО и РДО. Для 8 регистров:
User Chain Entries Average Average Current Maximum
Time/Xact Contents Contents Contents
BUF2 844 1.333 0.225 2 4
Длина I-очереди |
8 |
6 |
4 |
Заполненность I-очереди |
0,225 |
0,225 |
0,224 |
Число входов транзакта |
844 |
844 |
840 |
Табл. 3. Характеристики I-очереди
Из полученных данных видно, что количество РАО и РДО, выбранное в модели самое оптимальное.
Проанализируем влияние ширины выборки на производительность конвейерной ВС. Определим зависимость количества обработанных команд от ширины выборки. Для ширины выборки, равной 4:
Block Current Total Block Current Total Block Current Total Block Current Total Block Current Total
BUF2 500 61 5 71 770 81 1 770 91 8
52 500 62 5 72 770 STP2 2 500 92 8
53 1 GOD2 48 73 770 83 53 FAL3 0
TES5 1 54 64 48 74 770 84 53 94 0
55 53 65 48 75 770 TES8 498 GOD3 8
56 53 66 48 76 1 770 86 1 498 96 8
57 53 WOS2 53 77 1 87 497 97 8
58 53 68 53 TES7 770 88 497 98 8
FAL2 5 69 1 79 770 89 53 DEL2 497
60 5 TES6 770 80 770 WSTR 8 100 497
Ширина выборки |
4 |
8 |
Количество обработанных команд |
497 |
509 |
Табл. 1. Зависимость количества обработанных команд от ширины выборки
Определим зависимость занятости устройств от ширины выборки. Для ширины выборки, равной 4:
--Avg-Util-During--
Facility Total Avail Unavl Entries Average Current Percent Seizing Preempting
Time Time Time Time/Xact Status Avail Xact Xact
TEG 0.227 345 1.971 AVAIL 1
STOR 0.105 316 0.997 AVAIL 2
LOGC 0.996 501 5.966 AVAIL 507
LOAD 0.345 770 1.345 AVAIL
CPU 0.829 498 4.992 AVAIL 504
4 |
8 | |
TEG |
0,227 |
0,150 |
STOR |
0,105 |
0,056 |
LOGC |
0,996 |
1,000 |
LOAD |
0,345 |
0,357 |
CPU |
0,829 |
0,850 |
Табл. 2. Зависимость занятости устройств от ширины выборки
Определим характеристики I-очереди в зависимости от ширины выборки. Для ширины выборки, равной 4:
User Chain Entries Average Average Current Maximum
Time/Xact Contents Contents Contents
BUF2 500 1.662 0.277 0 4
Длина I-очереди |
4 |
8 |
Заполненность I-очереди |
0,277 |
0,203 |
Число входов транзакта |
500 |
510 |
Табл. 3. Характеристики I-очереди
Из полученных данных видно, что ширина выборки наиболее загружает устройства и модель вычисляет большее количество команд.
Проанализируем
влияние количества команд разных форматов
на производительность конвейерной
ВС. Определим зависимость
Block Current Total Block Current Total Block Current Total Block Current Total Block Current Total
BUF2 844 61 11 71 1 1315 81 1 1314 91 16
52 2 844 62 11 72 1314 STP2 842 92 16
53 1 GOD2 67 73 1314 83 78 FAL3 3
TES5 79 64 67 74 1314 84 78 94 3
55 79 65 67 75 1314 TES8 842 GOD3 16
56 79 66 67 76 1314 86 842 96 16
57 79 WOS2 78 77 1 87 842 97 16
58 79 68 78 TES7 1314 88 842 98 16
FAL2 12 69 1 79 1314 89 78 DEL2 842
60 1 12 TES6 1315 80 1314 WSTR 16 100 842
Команды работы с памятью |
10% |
20% |
30% |
40% |
Количество обработанных команд |
842 |
807 |
792 |
768 |
Табл. 1. Зависимость количества обработанных команд
Определим зависимость занятости устройств от процентного содержания команд работы с памятью. Для 10% команд работы с памятью:
--Avg-Util-During--
Facility Total Avail Unavl Entries Average Current Percent Seizing Preempting
Time Time Time Time/Xact Status Avail Xact Xact
TEG 0.161 329 2.447 AVAIL 4
STOR 0.058 292 1.000 AVAIL
LOGC 0.999 845 5.910 AVAIL 851
LOAD 0.336 1315 1.278 AVAIL 5
CPU 0.842 842 5.000 AVAIL
10% |
20% |
30% |
40% | |
TEG |
0,161 |
0,207 |
0,232 |
0,274 |
STOR |
0,058 |
0,081 |
0,103 |
0,125 |
LOGC |
0,999 |
0,981 |
0,970 |
0,942 |
LOAD |
0,336 |
0,389 |
0,418 |
0,475 |
CPU |
0,842 |
0,808 |
0,792 |
0,769 |
Табл. 2. Зависимость занятости устройств от формата команд
Определим характеристики I-очереди в зависимости от процентного содержания команд работы с памятью. Для 10% команд работы с памятью:
Информация о работе Ресурсные и информационные конфликты в конвейерных системах