5.12. Питання до розділу 5

1. Назвіть причини необхідності забезпечення ефективного виконання команд в процесорі.

2. Назвіть три класи конфліктів у конвеєрі команд та причини їх появи.

3. Які є дві групи структурних конфліктів?

4. Наведіть приклад структурних конфліктів, які виникають через потребу порушення такто­вої частоти роботи конвеєра.

5. Наведіть приклад структурних конфліктів, які виникають у зв'язку з необхідністю очіку­вання на звільнення ресурсів комп'ютера.

6. Чому розробники допускають наявність структурних конфліктів?

7. Яка причина створення процесорів з неконвеєрними функціональними пристроями?

8. На який час потрібно призупинити роботу конвеєра команд при появі структурних конф­ліктів?

9. Які є способи вирішення структурних конфліктів?

10. Коли виникає конфлікт за даними?

11. Назвіть три можливі конфлікти за даними.

12. Поясніть суть конфлікту "читання після запису".

13. Поясніть суть конфлікту "запис після читання".

14. Поясніть суть конфлікту "запис після запису".

15. Які можливі конфлікти за даними?

16. Які є методи зменшення впливу залежностей між даними на роботу конвеєра команд?

17. Що дає призупинення роботи конвеєра при виявленні конфлікту за даними?

18. Що дає застосування випереджувального пересилання при виявленні конфлікту за даними?

19. Як реалізується в конвеєрі команд випереджувальне пересилання?

20. Чи завжди є можливим випереджувальне пересилання?

21. Приведіть приклади можливих та неможливих випереджувальних пересилань.

22. Що роблять, оптимізуючи компілятори, щоб не допустити конфліктів за даними?

23. Які є ознаки наявності конфліктів за даними?

24. Для яких частин програми є ефективною статична диспетчеризація послідовності команд під час компіляції?

25. Як здійснюється динамічна диспетчеризація послідовності команд у програмі під час ком­піляції?

26. Поясніть суть методу перейменування регістрів.

27. Які є типи конфліктів керування?

28. Назвіть способи зниження втрат на вибірку команд переходу.

29. Поясніть суть способу обчислення виконавчої адреси команди переходу в ярусі декоду­вання команди.

204

30. Поясніть суть способу використання буфера адрес переходів.

31. Поясніть суть способу використання буфера команд переходів.

32. Поясніть суть способу використання буфера циклу.

33. Назвіть способи зниження втрат на виконання команд умовного переходу.

34. Поясніть суть способу введення буфера попередньої вибірки з метою зниження втрат на виконання команд умовного переходу.

35. Поясніть суть способу дублювання початкових ярусів конвеєра з метою зниження втрат на виконання команд умовного переходу.

36. Поясніть суть способу затримки переходу з метою зниження втрат на виконання команд умовного переходу.

37. Поясніть суть способу статичного передбачення переходу з метою зниження втрат на ви­конання команд умовного переходу.

38. Назвіть методи статичного передбачення умовного переходу.

39. Поясніть суть методу повернення, який застосовується при статичному передбаченні умовного переходу.

40. Поясніть суть методу профілювання, який застосовується при статичному передбаченні умовного переходу.

41. Поясніть суть методу статичного передбачення умовного переходу, за яким результат пе­реходу визначається кодом операції команди переходу.

42. Поясніть суть методу статичного передбачення умовного переходу, за яким результат пе­реходу визначається напрямом переходу.

43. Поясніть суть динамічного передбачення переходу.

44. Що таке таблиця історії переходів? Як вона реалізується?

45. Наведіть однорівневу схему передбачення переходу з формуванням адреси таблиці історії переходів в програмному лічильнику.

46. Наведіть однорівневу схему передбачення переходу з формуванням адреси таблиці історії переходів у регістрі глобальної історії.

47. Наведіть однорівневу схему передбачення переходу з комбінованим формуванням адреси таблиці історії переходів в програмному лічильнику та в регістрі глобальної історії.

48. Наведіть дворівневу схему передбачення переходу з використанням таблиці локальної історії.

49. Наведіть структуру гібридної схеми передбачення переходу.

50. Проаналізуйте тотожність та розбіжність КДФК і суперскалярної архітектур.

51. Визначте місце суперскалярних і КДФК архітектур в ієрархії сучасних комп'ютерів.

52. Визначте та поясніть основні чинники, що обмежують ефективність КДФК архітектури.

53. Наведіть основні ідеї, покладені в основу архітектури EPIC.

^{Розділ 6}

Алгоритм виконання операцій

обробки даних

Операції обробки даних ініціюються відповідними командами обробки даних. До числа цих операцій входять:

• логічні операції (логічне множення, логічне додавання, інверсія і т. д.) над розряда­ми слів, скалярами та векторами;

• операції зсуву (праворуч, ліворуч) над скалярами та векторами;

• операції відношення: менше, більше, рівне, менше-рівне, більше-рівне;

• арифметичні операції (додавання, віднімання, множення та ділення) над одиноч­ними даними та векторами даних;

• операції обчислення елементарних функцій типу ехр X, In X, Sin X, Cos X, arctg y/x, Sh X, Ch X, піднесення до степеня А^m;

• операції перетворення даних (перетворення із формату з фіксованою в формат з рухомою комою і навпаки, перетворення з двійково-десяткового коду в двійковий і на­впаки і т. д.);

• операції реорганізації масивів і визначення їх параметрів: сортування, пошук мак­симуму або мінімуму, вибір заданого масиву зсув елементів масиву стиск масиву;

• операції обробки символів та стрічок символів: пошук символу, зсув, заміна симво­лів у стрічці, пакування стрічок символів, порівняння стрічок символів.

В останніх комп'ютерах у зв'язку з широким використанням засобів телекомуніка-цій та мультимедіа до складу основних операцій добавилися складні операції типу коду­вання, компресії, шифрування тощо.

В даному розділі розглянемо основні алгоритми виконання вищеназваних операцій, не вникаючи в питання їх реалізації в комп'ютері.