Полтавський Військовий Інститут Зв’язку

Кафедра схемотехніки радіоелектронних систем

ЗАТВЕРДЖУЮ

Начальник кафедри № 3

полковник ____________О.І. Тиртишніков

“___” _______________2006 р.

ЛЕКЦІЯ

з навчальної дисципліни

 

ОБЧИСЛЮВАЛЬНА ТЕХНІКА ТА МІКРОПРОЦЕСОРИ

напрям підготовки 0924 «Телекомунікації»

 

Розділ № 2. Мікропроцесорні системи.

Змістовий модуль № 7 Підвищення продуктивності

мікропроцесорних систем.

Тема № 10. Підвищення продуктивності мікропроцесорних систем.

Заняття: № 1. Багатоядерні МП та багатопроцесорні МПС.

 

Лекція обговорена і схвалена на засіданні

предметно-методичної комісії

Протокол № ____ від ________

Полтава – 2006

Навчальна література.

 

1.         Мікропроцесорна техніка: Підручник/ Ю.І. Якименко та інш. – К.: ІВЦ Політехніка; Кондор, 2004. с. 235-240.

2.         Кравчук С.О., Шохін В.О. Основи комп’ютерної техніки: Компоненти, системи, мережі: Навч. Посіб. – К.: ІВЦ Політехніка; Каравела, 2005. с. 85-86, 287-290.

ВСТУП

 

Цілком зрозуміло, що постійне розширення та ускладнення кола задач, що вирішуються за допомогою засобів обчислювальної техніки – як універсальних, так і спеціалізованих – потребує постійного підвищення продуктивності (швидкодії) МП і МПС різноманітного призначення. До основних напрямків підвищення продуктивності МП та МПС можна віднести наступне:

1. Вдосконалення існуючих архітектур МП та МПС, сучасної елементної бази обчислювальної техніки.

2. Розробка принципово нових архітектур МП та МПС, що базуються на нетрадиційних методах організації обчислень та використанні нової елементної бази.

В даної лекції розглядаються методи та способи підвищення продуктивності МП та МПС, що можуть бути віднесені до першого напрямку. Загальні відомості про принципово нові архітектури МП та МПС, що базуються на нетрадиційних методах організації обчислень та використанні нової елементної бази, будуть розглянути на наступної лекції.

Вдосконалення сучасної кремній-напівпровідникової елементної бази обчислювальної техніки відбувається, головним чином, у напрямку зменшення розмірів базових транзисторних ключів, що надає можливість підвищення ступеню інтеграції мікросхем та підвищення тактової частоти вузлів МП та МПС.

1.         Основні напрями вдосконалення архітектури сучасних

обчислювальних систем

Для виділення напрямків розвитку існуючих архітектур МП та МПС, нагадаємо їх узагальнену класифікацію.

Узагальнена класифікація обчислювальних систем за архітектурними ознаками. базується на поняттях потоку команд – I та потоку даних – D в обчислювальній структурі. При цьому розрізняють: одинарний потік – S; множинний потік - M.

SISD -- одинарний потік команд і одинарний потік даних. Управління здійснює одинарна послідовність команд, кожна з яких забезпечує виконання однієї операції і далі передає управління наступній команді.

MISD -- множинний потік команд і одинарний потік даних. Має також назву конвеєра обробки даних. Вона становить ланцюжок послідовно сполучених процесорів (мікропроцесорів), що управляються паралельним потоком команд. ............