Состав операционного ядра. Функции умножителя. Параллелизм на уровне частей слова. Уровни распараллеливания операций

Автор не несет ответственности за правильность или неправильность представленных матераилов.

Контрольная по части 3.1

1. Что входит в состав операционного ядра?

В состав операционного ядра входят исполнительные блоки (вычислительные блоки) и управляющее ими устройство (программный аппарат).

2. Какие функции выполняет умножитель?

 Умножитель выполняет операцию умножения за один такт.

3. Что такое параллелизм на уровне частей слова данных? Чего он позволяет

достичь?

Параллелизм на уровне частей слова – это когда умножитель, рассчитанный на умножение двух операндов разрядностью N (например 16), может производить одновременно две операции умножения на операндами разрядностью N/2 (например 8). Это позволяет достичь увеличения быстродействия в тех приложениях, где возможно параллельное выполенение нескольких операций умножения.

4. Всегда ли позволяет распараллеливание операций, например, на уровне

частей слов данных увеличить быстродействие процессора?

Только в том случае, когда возможно использование данной возможности. Т.е. при работе с пониженной разрядностью или при работе с комплексными числами.

5. Какие уровни распараллеливания операций вы можете назвать?

Параллелизм на уровне частей слова, параллелизм между несколькими вычислительными блоками одного ядра, параллелизм между ядрами многоядерног процессора.

6. Какие функции выполняет АЛУ?

Основная функция – выполнение за одни такт операции сложения (вычитания). Также выполняет логические операции (И, ИЛИ, НЕ) над целыми словами данных или побитово. Обычно участвует в операциях сравнения.

7. Что такое арифметический и логический сдвиги?

Арифметический сдвиг – сдвиг с учетом знака. Логический сдвиг – сдвиг битов безотносительно к знаковому разряду.

8. Запишите результат логической и побитовой логической операции И для

следующих двух чисел, представленных в двоичной системе счисления:

1011 и 0110.

Логическия операция И: 0001; побитовая операция И: 0010.

9. Какие функции выполняет сдвигатель?

Сдвигатель выполняет основную функцию масштабирования результатов вычислений путем сдвига бит двоичного операнда вправо или влево на требуемое число разрядов. Также применяется для реализации побитовых операций И, ИЛИ, НЕ; для простых арифметических операций; для реализации команд перехода с одной строки программного кода на следующую строку.

10.Почему операция сдвига является необходимой в процессе вычислений?

Для того чтобы предотвратить переполнение разрядной сетки после умножения двух операндов. Т.к. при умножении двух операндов разрядностью N разрядность результата будет 2N, поэтому сдвигателю необходимо произвести сдвиг результата на N разрядов вправо, тем самым реализовав масштабирование результата.

11.Какие функции выполняют генераторы адреса данных?

Генераторы адреса данных — выполняют функцию формирования адресов операндов, которые требуется извлечь из памяти данных и подать на вход одного из вычислительных блоков. Также способен выполнять несложные математические действия.

12.Зачем нужна шина адреса? Зачем нужна шина данных?

По шине адреса к памяти поступает запрос содержимого требуемой в настоящий момент ячейки. В ответ на этот запрос на шину данных выкладывается соответствующее значение.

13.Каково назначение регистров в составе операционного ядра ЦСП?

Регистры — представляют собой быструю локальную память, рассчитанную на хранение одного слова данных (операнда). Регистры используются для хранения операндов, подаваемых на вход арифметических блоков, генераторов адреса данных, в качестве аккумуляторов результатов и для размещения результатов вычислений.

14.Что такое регистровый файл?

Регистровые файлы — группы регистров, взаимодействующих с вычислительными блоками.