Исследование принципов конвейерной обработки

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Государственное образовательное  учреждение высшего профессионального  образования

«Самарский государственный технический  университет»

 

 

 

Кафедра «Вычислительная техника»

 

 

 

 

 

 

Лабораторная работа №1

«Исследование принципов конвейерной обработки»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнили: студенты 4-АИТ-4

Головин К.Ю.,

Долинин И.С.

 

Проверил: Орлов С.П.

Цыганов А.А.

 

 

 

 

 

 

Самара 2011

Цель работы: изучение принципов конвейерной обработки с помощью простейшей имитационной модели.

 

Полученные данные:

1. при одинаковом количестве команд и одинаковых длительностях микроопераций (количество команд в последовательности – 3)

Длительность микроопераций					Простой устройств					Количество выполненных тактов	Среднее время выполнения
Выборка команд	Декодирование КОП	Выборка операндов	Выполнение операции	Запись результата	до выборки команд	до декодирования КОП	до выборки операндов	до выполнения операции	до записи результата
1	1	1	1	1	0	1	2	3	4	7	2,333
2	2	2	2	2	0	2	4	6	8	14	4,667
3	3	3	3	3	0	3	6	9	12	21	7
4	4	4	4	4	0	4	8	12	16	28	9,333
5	5	5	5	5	0	5	10	15	20	35	11,667

2. при переменном количестве команд и одинаковых длительностях микроопераций (длительность каждой микрооперации – 3 такта)

Количество команд в последовательности	Простой устройств					Количество выполненных тактов	Среднее время выполнения
	до выборки команд	до декодирования КОП	до выборки операндов	до выполнения операции	до записи результата
1	0	3	6	9	12	15	15
2	0	3	6	9	12	18	9
3	0	3	6	9	12	21	7
4	0	3	6	9	12	24	6
5	0	3	6	9	12	27	5,4
6	0	3	6	9	12	30	5
7	0	3	6	9	12	33	4,714
8	0	3	6	9	12	36	4,5
9	0	3	6	9	12	39	4,333
10	0	3	6	9	12	42	4,2

 

 

 

 

3. при изменении длительности последней микрокоманды (количество команд в последовательности – 5)

Длительность микроопераций					Простой устройств					Количество выполненных тактов	Среднее время выполнения
Выборка команд	Декодирование КОП	Выборка операндов	Выполнение операции	Запись результата	до выборки команд	до декодирования КОП	до выборки операндов	до выполнения операции	до записи результата
3	3	3	3	1	0	3	6	9	20	25	5
3	3	3	3	2	0	3	6	9	16	26	5,2
3	3	3	3	3	0	3	6	9	12	27	5,4
3	3	3	3	4	0	3	6	9	12	32	6,4
3	3	3	3	5	0	3	6	9	12	37	7,4
3	3	3	3	6	0	3	6	9	12	42	8,4
3	3	3	3	7	0	3	6	9	12	47	9,4
3	3	3	3	8	0	3	6	9	12	52	10,4
3	3	3	3	9	0	3	6	9	12	57	11,4
3	3	3	3	10	0	3	6	9	12	62	12,4

4. при изменении длительности первой микрокоманды (количество команд в последовательности – 5)

Длительность микроопераций					Простой устройств					Количество выполненных тактов	Среднее время выполнения
Выборка команд	Декодирование КОП	Выборка операндов	Выполнение операции	Запись результата	до выборки команд	до декодирования КОП	до выборки операндов	до выполнения операции	до записи результата
1	3	3	3	3	0	1	4	7	10	25	5
2	3	3	3	3	0	2	5	8	11	26	5,2
3	3	3	3	3	0	3	6	9	12	27	5,4
4	3	3	3	3	0	8	11	14	17	32	6,4
5	3	3	3	3	0	13	16	19	22	37	7,4
6	3	3	3	3	0	18	21	24	27	42	8,4
7	3	3	3	3	0	23	26	29	32	47	9,4
8	3	3	3	3	0	28	31	34	37	52	10,4
9	3	3	3	3	0	33	36	39	42	57	11,4
10	3	3	3	3	0	38	41	44	47	62	12,4

5. при изменении длительности третьей микрокоманды (количество команд в последовательности – 5)

Длительность микроопераций					Простой устройств					Количество выполненных тактов	Среднее время выполнения
Выборка команд	Декодирование КОП	Выборка операндов	Выполнение операции	Запись результата	до выборки команд	до декодирования КОП	до выборки операндов	до выполнения операции	до записи результата
3	3	1	3	3	0	3	14	7	10	25	5
3	3	2	3	3	0	3	10	8	11	26	5,2
3	3	3	3	3	0	3	6	9	12	27	5,4
3	3	4	3	3	0	3	6	14	17	32	6,4
3	3	5	3	3	0	3	6	19	22	37	7,4
3	3	6	3	3	0	3	6	24	27	42	8,4
3	3	7	3	3	0	3	6	29	32	47	9,4
3	3	8	3	3	0	3	6	34	37	52	10,4
3	3	9	3	3	0	3	6	39	42	57	11,4
3	3	10	3	3	0	3	6	44	47	62	12,4

Выводы:

• при постоянном количестве команд и одинаковых длительностях микроопераций среднее время выполнения команды прямо пропорционально зависит от длительности микроопераций: чем выше длительность микроопераций в команде, тем больше времени требуется для выполнения этой команды;
• при переменном количестве команд и одинаковых длительностях микроопераций среднее время выполнения команды обратно пропорционально зависит от количества выполняемых команд: чем больше число выполняемых команд, тем меньше времени требуется для выполнения одной команды;
• при постоянном количестве выполняемых команд, изменяющейся в заданных пределах длительности одной из микрокоманд и постоянных длительностях выполнения остальных среднее время выполнения одной команды не зависит от того, длительность какой микрокоманды варьируется;
• при изменении длительности последней микрокоманды время ожидания предыдущих микрокоманд остается неизменным; при изменении длительности первой микрокоманды увеличивается время ожидания каждой следующей микрокоманды;
• при изменении длительности третьей микрокоманды время ожидания предыдущих микрокоманд остается неизменным, а время ожидания каждой следующей микрокоманды увеличивается.