DEFAULT 

Дипломные работы по микропроцессорам

Сильвия 3 comments

Переход к четырем конвейерам возможен, но это потребовало бы создания громоздкого аппаратного обеспечения. Каждый компьютер не обязательно связывать со всеми другими, поэтому обычно в качестве топологий используются 2D, 3D, деревья и кольца. Чтобы выполняться параллельно, две команды не должны конфликтовать при использовании ресурсов например, регистров , и ни одна из них не должна зависеть от результата выполнения другой. Они не интерпретируются микрокомандами. Многие производители расширяют сегодня функциональные возможности выпускаемых микропроцессоров за счет введения специализированных блоков для мультимедийных приложений. В конце данного описания имеет смысл привести сформулированные автором три цели, которым должна служить хорошо построенная классификация:. В самом деле, компьютер может исполнить шаблон I, D , если он в состоянии:.

Если команды, входящие в пару, были сложными или несовместимыми, выполнялась только одна из них в и-конвейере. Оставшаяся вторая команда составляла затем пару со следующей командой. Команды всегда выполнялись по порядку. Таким образом, Pentium содержал особые компиляторы, которые объединяли совместимые команды в пары и могли порождать программы, выполняющиеся быстрее, чем в предыдущих версиях. Измерения показали, что программы, производящие операции с целыми числами, на компьютере Pentium выполняются почти в два раза быстрее, чем на м, хотя у него такая же тактовая частота.

Вне всяких сомнений, преимущество в скорости появилось благодаря второму конвейеру. Переход к четырем конвейерам возможен, но это потребовало бы создания громоздкого аппаратного обеспечения. Вместо этого используется другой подход. Основная идея — один конвейер с большим количеством функциональных блоков, как показано па рис.

Pentium II, к примеру, имеет сходную структуру. В году для обозначения этого подхода был введен эссе на тему кредит и финансы суперскалярная архитектура.

Однако подобная идея нашла воплощение еще более 30 лет назад в компьютере CDC CDC вызывал команду из микропроцессорам каждые не дипломные работы по микропроцессорам помещал ее в микропроцессорам из 10 функциональных блоков для параллельного выполнения.

Пока команды выполнялись, центральный процессор вызывал следующую команду. Стадия 3 выпускает команды значительно быстрее, чем стадия 4 способна дипломные работы выполнять. Если бы стадия 3 выпускала команду каждые 10 не, а все функциональные блоки выполняли бы свою работу также за 10 не, то на четвертой стадии всегда функционировал бы только микропроцессорам блок, что сделало бы саму идею конвейера бессмысленной.

В действительности большинству функциональных блоков четвертой стадии для выполнения команды требуется значительно больше времени, чем занимает один цикл это блоки доступа к памяти и блок выполнения операций с плавающей точкой. Как видно из рис. Спрос на компьютеры, работающие все с более и более высокой скоростью, не прекращается.

Астрономы хотят выяснить, что произошло в первую микросекунду после большого взрыва, экономисты хотят смоделировать всю мировую экономику, подростки хотят играть в 3D интерактивные игры со своими виртуальными друзьями через Интернет. Кроме того, чем быстрее работает процессор, тем сильнее он нагревается, и нужно предохранять его от перегрева.

Параллелизм на уровне команд помогает в какой-то степени, но конвейеры и суперскалярная архитектура обычно увеличивают скорость работы всего лишь в. Чтобы улучшить производительность в 50, и более раз, нужно разрабатывать компьютеры с несколькими процессорами.

Многие задачи в физических и технических науках содержат векторы, в противном случае они имели бы очень сложную структуру. Часто одни и те же вычисления выполняются над разными наборами данных в одно и то же время. Структура этих программ позволяет повышать скорость работы благодаря параллельному выполнению команд.

Дипломная работа: Исследование архитектуры современных микропроцессоров и вычислительных систем

Существует два метода, которые используются для быстрого выполнения больших научных программ. Хотя обе схемы во многих отношениях схожи, одна из них считается расширением одного процессора, а другая — параллельным компьютером. Массивно-параллельный процессор array processor состоит из большого числа сходных процессоров, которые выполняют одну и ту же последовательность команд применительно к разным наборам данных.

Он изображен на рис. Для каждого сектора имелся один блок контроля. Он рассылал команды, которые выполнялись всеми процессорами одновременно, при этом каждый процессор использовал свои собственные данные из своей собственной памяти загрузка данных происходила во время инициализации. Из-за очень дипломные работы по микропроцессорам стоимости был построен только один такой сектор, но он мог выполнять 50 млн операций с плавающей точкой в секунду.

Если бы при создании доклад о хомяках использовалось четыре сектора и она могла бы выполнять 1 млрд операций с плавающей точкой в секунду, то мощность такой машины в два раза превышала бы мощность компьютеров всего мира.

Для программистов векторный процессор vector processor очень похож на массивно-параллельный процессор array processor. Как и массивно-параллельный процессор, он очень эффективен при выполнении последовательности операций над парами элементов данных. Но, в отличие от первого array processorвсе операции сложения выполняются в одном блоке суммирования, который имеет конвейерную структуру. Компания Cray Research, основателем которой был Сеймур Крей, выпустила много векторных процессоров, дипломные работы по микропроцессорам с модели Cray-1 и по сей день.

Cray Research в настоящее время входит в состав SGI. Оба типа процессоров работают с массивами данных. Оба они выполняют одни и те же команды, которые, например, попарно складывают элементы для двух векторов. Но если у массивно-параллельного процессора array processor есть столько же суммирующих устройств, сколько элементов в массиве, векторный процессор vector processor содержит векторный регистр, который состоит из набора стандартных регистров.

Эти регистры последовательно загружаются из памяти при помощи одной команды. Команда сложения попарно складывает элементы двух таких векторов, загружая их из двух векторных регистров в суммирующее устройство с конвейерной структурой.

Как отмечалось выше см. Теги кэш-памяти третьего уровня расположены внутри кристалла, что ускоряет реализацию протокола когерентности. Замечания своевременно были исправлены! Уникальность неизвестна.

В результате из суммирующего устройства выходит другой вектор, который или помещается в векторный регистр, или сразу используется в качестве операнда при выполнении другой операции с векторами.

Массивно-параллельные процессоры array processor выпускаются до сих пор, но занимают незначительную дипломные работы по микропроцессорам компьютерного рынка, поскольку они эффективны при решении только таких задач, которые требуют одновременного выполнения одних и тех же вычислений над разными наборами данных.

Массивно-параллельные процессоры array processor могут выполнять некоторые операции гораздо быстрее, чем векторные компьютеры vector computerно они требуют большего количества аппаратного обеспечения, и для них сложно писать программы.

[TRANSLIT]

Векторный процессор vector processorс другой стороны, можно добавлять к обычному процессору. В результате те части программы, которые могут быть преобразованы в векторную форму, выполняются векторным блоком, а остальная часть программы — обычным процессором. Элементы массивно-параллельного процессора связаны между собой, поскольку их работу контролирует один блок управления. Система нескольких параллельных процессоров, разделяющих общую память, называется мультипроцессором.

1138094

Поскольку каждый процессор может записывать или считывать информацию из любой части памяти, их работа должна согласовываться программным обеспечением, чтобы не допустить каких-либо пересечений. Возможны разные способы воплощения этой идеи. Самый простой из них — наличие одной шины, соединяющей несколько процессоров и одну общую память. Схема такого мультипроцессора показана на рис. Такие системы производят многие компании.

Нетрудно понять, что при наличии большого числа быстро работающих процессоров, которые постоянно пытаются получить доступ к памяти через одну и ту же шину, будут возникать конфликты. Чтобы разрешить эту проблему и повысить производительность компьютера, были разработаны различные модели.

Одна из них изображена на рис. В таком компьютере каждый процессор имеет свою собственную локальную память, которая микропроцессорам для других процессоров. Эта память используется для программ и данных, которые не нужно разделять между несколькими процессорами.

При доступе к локальной памяти главная шина не используется, и, таким образом, поток информации в этой шине снижается. Возможны и что такое в доклад варианты решения проблемы например, кэш-память. Мультипроцессор с одной шиной и одной общей памятью а ; мультипроцессор,в котором для каждого процессора имеется собственная локальная память б.

Мультипроцессоры имеют преимущество перед другими видами параллельных компьютеров, поскольку с единой разделенной памятью очень легко работать. Например, представим, что программа ищет раковые клетки на сделанном через микроскоп снимке ткани. Фотография в цифровом виде может храниться в общей памяти, при этом каждый процессор обследует какую-нибудь определенную область фотографии. Поскольку каждый процессор микропроцессорам доступ к общей памяти, обследование клетки, которая начинается в одной области и продолжается в другой, не представляет трудностей.

Сложность заключается в том, чтобы связать все процессоры с памятью. Чтобы избежать таких проблем, многие разработчики просто отказались от идеи разделенной памяти и стали создавать системы, состоящие из большого числа взаимосвязанных компьютеров, у каждого из которых имеется своя собственная память, а общей памяти. Такие системы называются мультикомпьютерами.

Процессоры мультикомпьютера отправляют друг другу послания это несколько похоже на электронную почту, но гораздо быстрее. Каждый компьютер не обязательно работы со всеми другими, поэтому обычно в качестве топологий используются 2D, 3D, деревья и кольца. Чтобы послания могли дойти до места назначения, они должны проходить через один или несколько промежуточных компьютеров. Тем не менее время передачи занимает всего несколько микросекунд.

Сейчас создаются и запускаются в работу мультикомпьютеры, содержащие около 10 процессоров. Поскольку мультипроцессоры легче программировать, а мультикомпьютеры — конструировать, дипломные работы по микропроцессорам идея создания гибридных систем, дипломные сочетают в себе преимущества обоих видов машин. Такие компьютеры представляют иллюзию разделенной памяти, при этом в действительности она не конструируется и не требует особых денежных затрат.

История развития микропроцессоров в полной мере подчиняется диалектике эволюционного усовершенствования архитектуры.

Один из самых простых способов разбивания операций на отдельные шаги — потребовать, чтобы операнды для большинства команд брались из регистров и возвращались туда же. Множество классов образует категорию. Если был выбран аппаратный способ реализации параллелизма, то надо рассмотреть топологию связи процессоров матрица, линейный массив, тор, дерево, звезда и т.

Большое число транзисторов на современном кристалле делает возможным применить в одном микропроцессоре все известные способы повышения производительности, сообразуясь только с их совместимостью. Однако для полного использования возможностей аппаратуры уже недостаточно ограничиться только аппаратно реализованными алгоритмами управления, достаточно микропроцессорам функционирующими во всех ситуациях.

Поэтому при реализации усложненной логики управления используется программное обеспечение, для поддержки которого вводятся дополнительные команды и регистры управления микропроцессора. В свою очередь, формирование программ для потактного управления микропроцессором под силу только компилятору. Таким образом, в современных микропроцессорах возник симбиоз программных и аппаратных средств.

Этот симбиоз представляет собой нечто большее, нежели эволюционный ход развития, а смену самого направления развития микропроцессоров, выражающуюся в переходе к мультитредовым и многопроцессорным архитектурам. Современное состояние микроэлектроники характеризуется растущим разрывом работы скоростью обработки данных в микропроцессорах и быстродействием внекристальной оперативной памяти. Можно уже говорить о дипломные, что время выполнения однотактной команды микропроцессорам на порядок и более меньше времени доступа к памяти вне кристалла.

Кроме того, для уменьшения разрыва в быстродействии между процессором и памятью существует технология встроенной памяти DRAM, позволяющая в едином производственном цикле формировать на одном кристалле логические схемы и схемы динамической памяти.

Дипломные работы по микропроцессорам 667

Следует отметить, что идея создания однокристального компьютера всегда была популярной, и сегодня проблема размещения на одном кристалле встраиваемого блока памяти EDRAM embedded DRAM достаточно большой емкости и микропроцессорного ядра близка к своему решению. Постоянный рост емкости кэш-памяти микропроцессора сопровождался усложнением процесса управления, что вылилось в переход от кэш-памяти со сквозной записью к кэш-памяти с буферизированной и обратной записями.

При этом в микропроцессорах использовалось программное управление режимом записи кэш-строк путем установки бита, переключающего режимы сквозной и обратной записи кэш-строки. Однако в случае промаха в кэш-памяти возрастающий разрыв между временем выполнения команды и временем доступа в память привел к недопустимо большим потерям производительности. Поэтому в микропроцессоры были введены команды управления кэшированием.

Например, в Pentium III появились команды нового типа, обеспечивающие: запись данных из регистров в память, минуя кэш; чтение данных из памяти в регистры, минуя кэш; запись данных из памяти выборочно в кэш первого и второго уровня; запись данных из кэш-памяти и буферов записи в память.

Команды упреждающего кэширования позволяют заранее загружать в кэш нужные данные, обеспечивая возможность записи данных в кэш-память различных уровней, что уменьшает задержки, связанные с доступом к основной памяти.

Команды записи данных из кэш-памяти и буферов записи позволяют поддерживать когерентность кэш-памяти и основной памяти при выполнении, например, команд упреждающего кэширования.

Однако вряд ли прагматично требовать управления кэш-памятью при программировании на языках высокого уровня — распределение памяти всегда было одной из функций компилятора. Тем более дипломные работы по микропроцессорам потребовать чтобы компилятор выполнял управление кэш-памятью, сокращая простои процессора в ожидании данных. Другой, по сравнению с организацией кэш-памяти, дипломные работы по микропроцессорам построения внутрикристальной памяти применяется в мультитредовой архитектуре, основная особенность которой — использование совокупности регистровых файлов.

Эта архитектура решает проблему разрыва между скоростью обработки в процессоре и временем доступа в основную память за счет переключения в каждом такте процессора на работу с очередным регистровым файлом. Каждый регистровый файл обслуживает один вычислительный процесс — тред поток. Всего в каждом процессоре имеется n регистровых файлов, поэтому запрос, выданный в основную память каждым из потоков, может обслуживаться в течение n-1 такта, вплоть до момента, когда процессор снова переключится на тот же регистровый файл.

Выбор значения n определяется отношением времени доступа в память ко времени выполнения команды процессором. Конечно, задача формирования потоков из последовательной программы должна, по возможности, решаться компилятором. В противном случае будущее этой архитектуры окажется ограниченным узкой проблемной ориентацией. Компания Tera объявила о разработке проекта мультитредового микропроцессора, реализующего процессор МТА.

Level One, приобретенная Intel, дипломные работы по микропроцессорам мультитредовый сетевой микропроцессор IXP, содержащий в своем составе 6 четырехтредовых процессоров.

IBM анонсировала проект компьютера Blue Gene, кристалл микропроцессора которого включает 32 восьмитредовых процессора.

Каждый блок соответствует одному из 32 процессоров и имеет шину доступа о историческом музее. Поскольку EDRAM обладает высокой пропускной способностью и малой задержкой, то при восьмитредовой структуре процессора становится возможным отказаться от кэш-памяти, вместо которой между процессором и памятью используется небольшая буферная память.

Память — ресурс, непосредственно не производящий вычислений. Увеличение емкости памяти на кристалле дает прирост производительности, но после достижения некоторой величины этот прирост оказывается существенно меньше, чем обеспечиваемый использованием того же ресурса транзисторов кристалла для построения дополнительной совокупности функциональных устройств.

Дипломные работы по микропроцессорам 8981

Основное препятствие на пути повышения производительности за счет увеличения числа функциональных устройств — это организация загрузки этих устройств полезной работой, которую можно проводить динамически путем исследования программного кода на стадии исполнения и статически на уровне компиляции программ.

Первый подход используется в суперскалярных микропроцессорах, второй — в микропроцессорах с длинным командным словом. Весьма привлекательно выглядит намерение возложить на компилятор выявление команд, допускающих параллельное исполнение на разных функциональных устройствах.

Однако существуют проблемы, которые нельзя решить на уровне компиляции. Поэтому наряду со статическим распараллеливанием компилятором на уровне команд должны развиваться дипломные работы по микропроцессорам реализации методов динамического внеочередного исполнения команд микропроцессоров.

Во время компиляции трудно, а иногда и невозможно установить длительность исполнения отдельных команд, в связи с тем, что возникают промахи при обращении к кэш-памяти, арифметические переполнения, формирование недопустимых адресов и другие исключительные ситуации.

Кроме того, определение зависимости между командами записи в память и чтения из памяти может быть выполнено только после вычисления адресных выражений, что возможно лишь в ходе исполнения программы. Команды, выбранные на исполнение, могут следовать друг за другом в неизменном порядке, определяемом при их выборке из памяти, либо их порядок может изменяться, позволяя исполнять команды, для которых готовы дипломные работы по микропроцессорам.

Защита дипломной работы// художественная школа//

Внеочередное исполнение команд предполагает следующие механизмы:. Динамическое назначение команд на исполнительные устройства реализуется резервирующей станцией, состоящей из совокупности элементов ассоциативной памяти.

Каждый из элементов содержит позиции для размещения кода операции, наименования первого операнда, его значения, признака доступности первого операнда, наименования второго операнда, его значения, признака доступности второго операнда и наименования регистра результата.

Когда команда завершает исполнение и вырабатывает результат, то наименование результата сравнивается с наименованиями операндов в резервирующей станции. Если в резервирующей станции обнаруживается команда, ждущая этого результата, то данные записываются в соответствующую позицию и устанавливается признак их доступности. Когда у команды доступны все операнды, инициируется ее исполнение. Резервирующая станция следит за доступностью операндов и при получении команды все готовые операнды из регистрового файла переписываются в поля этой команды.

Когда все операнды готовы, команда исполняется. Многие производители расширяют сегодня функциональные возможности выпускаемых микропроцессоров за счет введения специализированных блоков для мультимедийных приложений. Подобный блок имелся уже в микропроцессоре второго поколения Intelи на некоторых приложениях его использование давало существенный прирост производительности. Возможны различные варианты встраивания команд мультимедийной обработки в систему команд микропроцессора: на уровне функционального блока, использующего общий с другими блоками файл регистров Pentium MMX или на уровне отдельного процессора со своим регистровым файлом, используя разнесенную decoupled архитектуру.

Команды мультимедийной обработки задают в режиме SIMD-процессора параллельную обработку нескольких единиц данных, представленных, как правило, малоразрядными 8, работы, 32 числами в формате с фиксированной точкой.

Однако доклад творение первых земли не исчерпывает всех текущих потребностей и, например, в Pentium III введена параллельная обработка в режиме SIMD-процессора четырех разрядных операндов в формате с плавающей точкой.

С ростом количества транзисторов на кристалле стало возможно дипломные микросхем, в которых микропроцессор вместе с памятью на кристалле выступает в роли одного из составных элементов ядер систем на одном кристалле SOC — system on chip. В кристалле интегрируются функции, для исполнения которых обычно используются наборы микросхем, сетевые платы и другие специализированные микросхемы.

Это, с одной стороны, позволяет существенно увеличить пропускную способность между компонентами кристалла по сравнению с пропускной способностью дипломные работы по микропроцессорам разными кристаллами, реализующими по отдельности каждую функцию. И, как следствие, поднять производительность систем. С другой стороны, при уменьшении количества кристаллов резко упрощается изготовление и монтаж плат, что ведет к повышению надежности и снижению стоимости систем.

В кристалл интегрируются интерфейсы сетевых и телекоммуникационных систем, что позволяет без дополнительных адаптеров соединять микропроцессоры друг с другом, с телекоммуникационными и вычислительными сетями.

Интеграция коммуникационных интерфейсов в кристалл микропроцессора была впервые проделана в транспьютерах. Однако это были упрощенные интерфейсы, позволяющие связываться лишь с другими транспьютерами. Ориентация разработчиков на создание систем с распределенной разделяемой памятью привела к интеграции в кристалл блока управления когерентностью многоуровневой микропроцессорам на кристалле дипломные работы по микропроцессорам распределенной внешней памяти, доступ к блокам которой выполняется через интегрированную в тот же кристалл коммуникационную среду.

В качестве примеров этого подхода можно назвать микропроцессоры AlphaPower4, а также Blue Gene.

Проектирование операционного и управляющего автоматов процессора ЭВМ широкого назначения

В качестве ядра у микропроцессора Alpha используется Alphaно на кристалле интегрированы: шестивходовый частично ассоциативный кэш второго уровня емкостью 1,5 Мбайт; контроллер памяти, поддерживающий работу с динамической памятью Direct Rambus; сетевой интерфейс. Для динамического исполнения в микропроцессоре Alpha рис. После декодирования команда помещается в очередь к устройствам с фиксированной или плавающей точкой.

Команды, получившие все операнды, конкурируют за дипломные работы по микропроцессорам к функциональным устройствам: двум блокам операций с плавающей точкой, выполняющим сложение, умножение, деление, извлечение квадратного корня и четырем целочисленным устройствам двум общего назначения и двум адресной арифметики.

Микропроцессоры Intel. Микропроцессоры : суть и назначение. Микропроцессор в персональной электронно-вычислительной машине. Изучение системы команд микропроцессора Intel и аппаратных особенностей Функции, параметры и производительность микропроцессоров, сравнительные характеристики. Поколения и виды процессоров Intel. Сущность и основные понятия микропроцессора. Классификация и структура микропроцессоров персонального компьютера ПК. Основные характеристики микропроцессоров ПК.

Алгоритм расчета ежемесячных отчислений на амортизацию по основным средствам в MS Excel. Классификация, структура и функции микропроцессоров для персональных компьютеров, их тип, тактовая частота и быстродействие.

Однокристальные, многокристальные, многокристальные секционные микропроцессоры. Основные устройства в составе микропроцессора.

  • Число инструкций, которое данный компьютер может выполнять одновременно, определяет число последовательностей в потоке команд.
  • Если процессоры дополнительно не используют параллелизм на уровне операций или данных, то для описания можно использовать лишь букву T.
  • Технология производства микропроцессоров.
  • Однако ничего подобного не произошло.
  • Задержка при доступе любого процессора к любому модулю памяти примерно одинакова.

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т. Рекомендуем скачать работу и оценить ее, кликнув по соответствующей звездочке. Заказать работу заказать Маска ввода. Организация обслуживания гостей в процессе проживания организация правоохранительной деятельности организация предпр.

Основной составляющей современной вычислительной техники являются процессоры и микроконтроллеры. Современные цифровые системы связи также невозможно создать без применения микропроцессоров и микроконтроллеров.

Защита дипломных работ

Аннотация Задание на курсовой проект. Введение 4 1 Задание на КП 5 1. Мосин, Владимир,32 микропроцессорам. Буланкин В. Использование сети internet в коммерческих целях на примере веб-сайта Дипломная работа, Информационные технологии Стоимость РУБ.

Дипломные работы расчета комплектующих для сборки компьютера по системным требованиям Дипломная работа, Информационные технологии Стоимость РУБ.

Повышение уровня обслуживания клиентов на основе автоматизации процесса управления заказами Дипломная работа, Информационные технологии Стоимость РУБ. Разработка проекта и эксплуатация компьютерной сети для Дипломная работа, Информационные технологии Стоимость РУБ.

Давно работаю на этом ресурсе, выполнила более заказов. Выбрать автора.