Общая часть (часть 2) (2015) (by Кибитова) (1161598), страница 16
Текст из файла (страница 16)
Что дает подобная организацияв один и тот же банк памяти. Таким образом, расслоение памяти позволяет добитьсяпамяти? Расслоение памяти позволяет во многоммногом сократитьсократить задержки,задержки, возникающиевозникающие из-заиз-заувеличения скорости чтения из памяти при последовательном доступе. Используянесоответствия времени доступа и цикла памятипамяти припри выполнениивыполнении последовательногопоследовательногоорганизацию параллельной работы банков, в идеальном случае, можно повыситьдоступа к ячейкам памяти, т.к. при расслоениирасслоении ОЗУОЗУ задержки,задержки, связанныесвязанные сс цикломцикломпроизводительность работы ОЗУ в K раз. Для этих целей необходимо использовать болеепамяти, будут возникать только в тех случаях,случаях, когдакогда подрядподряд идущиеидущие обращенияобращения попадаютпопадаютсложную архитектуру системы управления памятью.в один и тот же банк памяти.
Таким образом,образом, расслоениерасслоение памятипамяти позволяетпозволяет добитьсядобитьсяВозможны две модели организации доступа к памяти – с централизованнымувеличения скорости чтения из памяти припри последовательномпоследовательном доступе.доступе. ИспользуяИспользуяконтроллером доступа к памяти (Рис. 24 – один контроллер управляет всеми банками; ворганизацию параллельной работы банков,банков, вв идеальномидеальном случае,случае, можноможно повыситьповыситьэтом случае нет проблемы цикла памяти, т.к. соседние ячейки памяти находятся в разныхпроизводительность работы ОЗУ в K раз. ДляэтихцелейнеобходимоиспользоватьДля этих целей необходимо использовать болееболеебанках; ноархитектурунет эффектаприпараллелизме)и с контроллерами для каждого из банковсистемы управления памятью.сложнуюпамятью.(Рис. 25Возможны– в этом случаемы можеморганизовывать параллельныйдоступ к памяти, т.е.
две моделиорганизацииорганизации доступадоступа кк памятипамяти –– сс централизованнымцентрализованнымодновременноможемк считатьдо K слов). управляет всеми банками; вконтроллером мыдоступапамятипорцию(Рис. 24данных–– одинодин контроллерконтроллер управляет всеми банками; вПоследовательностьцикла памяти, т.к.памятиэтом случае нет проблемыт.к. соседниесоседние ячейкиячейкипамяти находятсянаходятся вв разныхразныхадресбанках; но нет эффекта приадресовпараллелизме)исконтроллерамидлякаждогоизбанковпараллелизме) и с контроллерами для каждого из банковi, i+1,..., i+K–1мыi+2,можеморганизовывать(Рис.
25 – в этом случаеорганизовывать параллельныйпараллельный доступдоступ кк памяти,памяти, т.е.т.е.одновременномыможемсчитатьпорциюданныхдоKслов).одновременно мы можем считать порцию данных до K слов).L разрядов дляПоследовательностьПоследовательностьхраненияадресКонтроллердоступа кадресадресовномера банкаадресовпамяти(0…2L–1)i,i, i+1,i+1, i+2,i+2, ...,..., i+K–1i+K–1Контроллербанка №0КонтроллерКонтроллер доступадоступа ккКонтроллер…банка №1памятипамятиКонтроллербанка №K–1Банк №0КонтроллерКонтроллербанка №0банка№0Банк №1КонтроллерКонтроллербанкабанка №1№1………Банк №K–1КонтроллерКонтроллербанкабанка №K–1№K–1ii+1…i+K–1Банк №0Банк№0БанкБанк №1№1……БанкБанк №K–1№K–1LLразрядовразрядовдлядляхраненияхраненияномераномераLбанкабанка(0…2(0…2L–1)–1)Рис.памяти — …каждый банк обслуживаетотдельный контроллер.ii 25. ОЗУ с расслоениемi+1i+K–1i+1…i+K–1Другие свойства и характеристики оперативного запоминающего устройства мыбудем рассматривать позднее по мере знакомства с основами архитектуры компьютеров ис организациейи функционированием компонентов операционных систем.Рис.
25. ОЗУ с расслоением памяти — каждый банк обслуживает отдельный контроллер.Рис. 25. ОЗУ с расслоением памяти — каждый банк обслуживает отдельный контроллер. 1.2.3процессорДругиеЦентральныйсвойстваДругиесвойства ии характеристикихарактеристики оперативногооперативного запоминающегозапоминающего устройстваустройства мымыбудемрассматриватьпозднеепомерезнакомствасосновамиархитектурыкомпьютеровибудем Процессор,рассматриватьилипозднеепо мере знакомствас основамицентральныйпроцессор(ЦП), архитектурыкомпьютера компьютеровобеспечиваетисс организациейорганизацией ифункционированиемкомпонентовоперационныхсистем.ив функционированиемкомпонентовоперационныхсистем. внадвыполнениемашинныхкоманд, составляющихпрограмму,размещеннуюоперативнойбыть встроенысами устройства,выполнятьспециализированныеоперацииданнымипамяти.Термин«центральныйпроцессор»соответствуетситуациисегодняшнегодня, программы.1.2.3 Центральныйпроцессор1.2.3Центральныйпроцессоркогда современныйэто многопроцессорная(при этоморганизациикомпьютерРассмотрим компьютеросновные –компонентыобобщеннойсистемаструктурнойбудетназыватьсяоднопроцессорным,посколькуввыполнениипрограммыпринимаетцентральногопроцессора(Рис.26).Процессор, илицентральныйпроцессор(ЦП),компьютераобеспечиваетПроцессор,илицентральныйпроцессор(ЦП),компьютераобеспечиваетучастиетолькоодинпроцессор).Практическилюбойсовременныйкомпьютеримеет ввыполнение машинныхкоманд,составляющихпрограмму,размещеннуювв оперативнойвыполнениемашинныхкоманд,составляющихпрограмму,размещеннуюоперативнойКЭШ-памятьУУАЛУсвоемсоставезначительноеколичествоспециализированныхуправляющих компьютеров.памяти.Термин«центральныйпроцессор»соответствуетситуациидня,памяти.Термин«центральныйпроцессор» управлениесоответствуетситуации сегодняшнегосегодняшнегодня,Подобныекомпьютерымогутосуществлятьконтроллерамиустройств,могуткогда современныйсовременныйкомпьютерКЭШКЭШ – это многопроцессорная система (при этом компьютеркогдакомпьютер– это многопроцессорная система (при этом компьютерданныхкомандбудет называтьсяназыватьсяоднопроцессорным,вв выполнениипрограммыРегистроваяпамятьбудетоднопроцессорным, посколькупосколькувыполнениипрограммы принимаетпринимаетучастиетолькоодинпроцессор).Практическилюбойсовременныйкомпьютер37участие только один процессор).
Практически любой современный компьютер имеетимеет ввсвоем составесоставе значительноесвоемзначительное количествоколичество специализированныхспециализированных управляющихуправляющих компьютеров.компьютеров.Подобные компьютеры могут осуществлять управление контроллерами устройств, могутПодобныемогут осуществлятьуправлениеРис.компьютеры26. Структура организациицентральногопроцессора.контроллерами устройств, могут1.2.3.1 Регистровая память3737Регистровая память, или регистровый файл (register file), — совокупностьустройств памяти процессора (так называемых регистров), предназначенных длявременного хранения управляющей информации, операндов и/или результатоввыполняемых команд.
Регистровая память обычно включает в себя регистры общегоназначения (general-purpose register) и специальные регистры (special-purpose register).Регистры общего назначения (РОН) состоят из доступных для программпользователей регистров, предназначенных для хранения операндов, адресов операндов,результатов выполнения команд. РОН могут иметь машинную типизацию (например, РегистроваяРегистроваяпамятьпамять1.2.3.1 Регистровая памятьРегистровая память, или регистровый файл (register file), — совокупностьустройствпамяти процессора(так регистровыйназываемых файлрегистров),дляРегистроваяпамять, или(register предназначенныхfile), — совокупностьвременногохраненияуправляющейинформации,операндови/илирезультатовустройствпамятипроцессора(такназываемыхрегистров), предназначенных дляРис.Структураорганизациицентральногопроцессора.Рис.26.26.Структураорганизациицентральногопроцессора.выполняемыхкоманд.
Регистроваяпамятьобычно включаетв себяи/илирегистрыобщеговременного храненияуправляющейинформации,операндоврезультатов1.2.3.1Регистроваяпамятьназначения(general-purposeregister)испециальныерегистры(special-purposeregister).выполняемыхкоманд. Регистроваяпамять память обычно включает в себя регистры общего1.2.3.1 РегистроваяРегистрыобщего назначения(РОН) состоятиз доступныхдля register).программназначения(general-purposeregister) и специальныерегистры(special-purposeРегистроваяпамять,илифайлfile),—совокупностьпамять,или регистровыйрегистровыйфайл (register(registerfile),—длясовокупностьпользователейрегистров,предназначенныхдля храненияоперандов,адресовоперандов,РегистроваясовокупностьРегистрыобщегоназначения(РОН)состоятиздоступныхпрограммустройствпроцессора(такрегистров),предназначенныхдляустройств памятипамятипроцессора(такназываемыхрегистров),предназначенныхдлярезультатоввыполнениякоманд.РОНназываемыхмогутмашиннуютипизацию(например,предназначенныхдляпользователейрегистров,предназначенныхдляиметьхраненияоперандов,адресов операндов,временногохраненияуправляющейинформации,операндови/илирезультатовуправляющейинформации,операндовтипизациюи/илирегистрыдля выполненияхраненияс плавающейточкой,точкой результатовирезультатовт.д.).
РОНвременногохраненияданныхрезультатовкоманд.РОН могутиметьс фиксированноймашинную(например,выполняемыхкоманд.Регистроваяпамятьобычновв себярегистрыобщегоРегистроваяпамятьобычно включаетвключаетсебярегистрыобщегомогутбыть(когдас сплавающейоднимрегистромтолькооднаединицавыполняемыхкоманд. данныхрегистрыобщегорегистрыдляскалярнымихраненияточкой,сассоциируетсяфиксированнойточкойи т.д.).РОНназначения(general-purposeregister)испециальныерегистры(special-purposeregister).назначения(general-purposeregister)испециальныерегистры(special-purposeregister).памяти)и векторнымис однимрегистромможет(special-purposeассоциироватьсявектор могут бытьскалярными(например,(когда с однимрегистромассоциируетсятолько однаregister).единицаобщегоназначения(РОН)состоятиздляназначения(РОН)состоятиз доступныхдоступныхдляпрограммрегистров64 элементов;примеромклассическихвекторныхкомпьютеровявляютсяРегистрыобщегодля программпрограммпамяти)Регистрыи извекторными(например,с однимрегистромможетассоциироватьсявекторпользователейрегистров,предназначенныхдляхраненияоперандов,адресовоперандов,пользователейрегистров,предназначенныхдляхраненияоперандов,адресовоперандов,компьютерыCRAY).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
