Организация ЭВМ и систем


Обобщенная структурная схема АЛУ


Обобщенная структурная схема АЛУ (рис. 3.18) включает:

- блок регистров для приема и размещения операндов и результатов;

- операционный блок, в котором осуществляется преобразование опе­рандов в соответствии с реализуемыми алгоритмами;

- схемы контроля, обеспечивающие непрерывный оперативный кон­троль и диагностирование ошибок;

- блок управления (БУ), в котором после приема кода операции (КОП) из центрального устройства управления формируются управляющие сигналы (УС), координирующие взаимодействие всех узлов АЛУ между собой и с другими блоками процессора.

Рис.3.18. Обобщенная схема АЛУ

Блок регистров связан с ГОН центрального процессора и кэш-памятью данных.

Иногда АЛУ не содержит своего БР, в этом случае операционный блок непосредственно работает с регистрами общего назначения процессора. Для оперативного управления выполнением операции в ОБ на разных этапах ана­лизируется преобразуемая информация и формируются сигналы признаков (флаги), которые используются в БУ для выработки и посылки в процессор сигнала признака результата (ПРез).

Для оценки АЛУ используются следующие характеристики: множество выполняемых операций, разрядность, время выполнения операций, надежно­стные и энергетические характеристики.

 

Методы повышения быстродействия АЛУ

Одним из эффективных и широко используемых методов повышения быстродействия АЛУ является реализация принципа локального паралле­лизма. Суть этого принципа заключается в распараллеливании во времени алгоритма выполнения отдельной команды на ряд независимых этапов и их реализации на различных операционных узлах (СМ, СДВ, ПК и т.д.) АЛУ.

Другой хорошо известный метод увеличения быстродействия - конвей­ерная обработка. Операционный блок разбивается на несколько частей -ступеней (уровней) конвейера. На каждой ступени выполняется определен­ная стадия операции. Совмещение стадий выполнения нескольких операций на различных ступенях конвейера приводит к тому, что реализация следую­щей операции начинается в нём до окончания предыдущей.


- Начало -  - Назад -  - Вперед -