Конвейерный и последовательный режим

[SuperVisor]

Довольно полемики, коллеги )) Ждем ответа ТС. ) Если уж обсуждать все это дело - то можно тему в железе создать )))

[Utkin]

Сообщение от Impuls1989

Ну лесом так лесом.)))
Но мы отвлекаемся. Давайте разберемся, что толком требует от нас условие?

Насколько я понимаю мы тут можем построить только модель, и никакой реальной производительности мы не получим, а наоборот замедлим работу почти в 5 раз.

Ну немного другая постановка вопроса. ТС нужна разница между последовательным и конвейерным режимами. То есть анализ обоих вариантов, а не предпочтительного.
Немного информации можно найти здесь: http://dims.karelia.ru/x86/devel.shtml

Подтверждение моих слов о конвейере и еще кое-что: http://www.wl.unn.ru/~ragozin/diff/P4.htm

[Impuls1989]

Могу предложить такой способ ковейеризации:
Имеется массив - это будет наша память (пусть он будет размером в 1024 ячеек типа int)
Есть несколько переменных (назовем их регистрами) a,b

Операция: Поместить из из память по аресу, значение в регистр (совсем не правильно, но мы не пишем реальную ассемблерную программу)))

1. Выборка команд из кэш памяти или ОЗУ (mov a,1)
2. Декодирование команды (Определяем, чего мы хотим. Тут это не нужно, а может и нужно. В общем можно поставить if)
3. Генерация адреса, при которой определяются адреса операндов в памяти (Ну это нам не надо)
4. Выполнение операции (Поместим реально информацию из ячейки с индексом 1 в переменную a)
5. Запись результата. (Эта ерундень будет совмещена с 4 пунктом)

Пример. Так как с ассемблером я почти не знаком, придумаю половину своих команд)))

a = (a-b);
b = array[3];
b = b-a
------------
mov a,1 ; Поместить в а значение из памяти с адресом 1
mov b,2 ; Поместить в b значение из памяти с адресом 2
dif a,b ; Вычесть и присвоить значение в a
mov b,3 ; Поместить в b значение из памяти с адресом 3
dif b,a ; Вычесть и присвоить значение в b

Что будет находиться в конвейере:

1 Шаг.
	1. mov a,1
	2. NULL
2 Шаг.
	1. mov b,2
	2. a = array[1]
3 Шаг.
	1. dif a,b
	2. b = array[2]
4 Шаг.
	1. mov b,3
	2. a = a-b
5 Шаг.
	1. dif b,a
	2. b = array[3]
5 Шаг.
	1. NULL
	2. b = b-a
6 Шаг 
	1. NULL
	2. NULL

Вот как-то так. Ламерски, но чтож поделаешь, такая у меня сущность)))

[Olya90]

Ну наприпер вот так решается задание:
Типы команд: вычитание, сдвиг влево. Размер блока команд: 50, 250, 400.

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
#define SUB 0
#define SHL 1

const int workTime[]={10, 15};
const string nameCommand[]={"SUB","SHL"};
const int dt = 2;
const int convSize = 20;

struct command{
	   string subName;
	   int stage;
	   int type;
	   int a, b;
	   int result;
	   };

//***********************************************

string instructionFetch(string* s, int num)
{
	return s[ num ]; 
}

int instructionDecoding(string nameCom)
{
	return nameCom == "SHL";
}

void operandReading(command &v)
{
	v.a = rand()%256;
	if (!v.type)
		v.b = rand()%256;
}

int executingCommand(command &v)
{
	if ( !v.type )
		return v.a - v.b;
	else
		return v.a << 1;
}

void writeBack(command &v, int value)
{
	v.result = value;
}
//*************************************************


int serialOperation(string* buf, int sizeBuf) //Серийная обработка
{
	 int tWorkTime = 0, tData;
	 command tCom;


     for( int i = 0; i < sizeBuf; i++)
	 {

	       tCom.stage = 0;
           tCom.subName = instructionFetch(buf, i);
		   tWorkTime += workTime[ tCom.subName == "SHL"] + dt;
		   tCom.stage++;

		   tCom.type = instructionDecoding( tCom.subName );
		   tWorkTime += workTime[ tCom.type ] + dt;
		   tCom.stage++;

		   operandReading( tCom );
		   tWorkTime += workTime[ tCom.type ] + dt;
		   tCom.stage++;

           tData = executingCommand( tCom );
           tWorkTime += workTime[ tCom.type ] + dt;
		   tCom.stage++;
 
           writeBack( tCom, tData );
		   tWorkTime += workTime[ tCom.type ] + dt;
		   tCom.stage++;
	 }
	 return tWorkTime;
}


int pipelining(string* buf, int sizeBuf) //Конвейерная обработка
{
	int tWorkTime = 0, tData[convSize], freeComInBuf = 0;
	command* tCom[convSize];
	for( int i = 0; i < convSize; i++)
		tCom[i] = NULL;
    
	while ( freeComInBuf < sizeBuf)
	{
        for( int i = 0; i < convSize; i++)
			if ( tCom[ i ] == NULL )
			{
				if (freeComInBuf < sizeBuf)
				{
				tCom[ i ] = new command;
				tCom[ i ] -> stage = 1;
				tCom[ i ] -> subName = instructionFetch(buf, freeComInBuf);
				freeComInBuf++;
				}
			} else
			{
				if ( tCom[ i ] -> stage == 1 )
				   tCom[ i ] -> type = instructionDecoding( tCom[ i ] -> subName );
				if ( tCom[ i ] -> stage == 2)
					 operandReading( *tCom[ i ] );
				if ( tCom[ i ] ->stage == 3)
					tData[ i ] = executingCommand( *tCom[ i ] );
				if ( tCom[ i ] -> stage == 4 )
					writeBack( *tCom[ i ], tData[ i ] );
				tCom[ i ] -> stage++;
				if (tCom[ i ] -> stage == 5)
				{
					delete tCom[ i ];
					tCom[ i ] = NULL;
				}
		
			}
		tWorkTime += max(workTime[0], workTime[1]) + dt;
	}

	return tWorkTime;
}



//***************************************************

void testWork(int sizeArray)
{
 	string *arr = new string[ sizeArray ];
	for( int i = 0; i < sizeArray; i++)
	    arr[ i ] = nameCommand[ ( rand()%100 ) <= 51  ] ;


	cout << endl << "Buffer size " << sizeArray 
		 << endl << "Serial operation time " << serialOperation(arr, sizeArray)
		 << endl << "Pipelining time " << pipelining( arr, sizeArray ) << endl;
	
      
   delete[] arr;
    
}

int main()
{
 	testWork(50);
	testWork(250);
	testWork(400);
 	
 	system( "pause" );
 	return 0;
}

теперь нужно разобратся с некоторыми участками кода и переделать под себя))

[Impuls1989]

А в чем собственно проблеммы? Ставьте свои значения и вперед

[Olya90]

Сообщение от Impuls1989

А в чем собственно проблеммы? Ставьте свои значения и вперед

ага)) уже сделала