НОУ ИНТУИТ | Архитектура параллельных вычислительных систем. Лекция 6: Оптимальное потактовое расписание выполнения работ в многофункциональном арифметическо-логическом устройстве

Учитесь и получайте официальные документы БЕСПЛАТНО. Вы можете поддержать наш проект.

Твой путь к знаниям!

Опубликован: 22.12.2006 | Уровень: специалист | Доступ: свободно | ВУЗ: Московский государственный университет путей сообщения

|

Вам нравится? Нравится 29 студентам

| Поделиться |

Поддержать программу

Алгоритм формирования трехадресных команд.

Для формирования группы команд начального считывания из ОП, выпишем в обратном порядке все цепочки имен, отделив их одну от другой и исключив из них имена констант и переменных, встречающихся в таблице соответствия или которым присваивается новое значение, т.е. находящимся правее знака $\Rightarrow.$

В примере такая запись имеет вид

ba; dc; x; alc; dc; a; b; d; dl; da; c; dc; ca; db; c; ba; a; b. (6.3)
Исключая повторный анализ, сформируем последовательно команды считывания по первым именам каждой цепочки. Формирование каждой команды считывания производим по правилу:

в слове с соответствующим кодом операции по первому адресу записываем адрес данной величины в ОП (с учетом индексирования переменной), по третьему адресу указываем очередной используемый адрес регистра из списка свободных регистров. В таблицу соответствия записываем строку, отмечающую место хранения считанной величины для ее использования в линейном участке как локальной величины. Корректируем список свободных регистров, соответственно, на количество вновь занятых регистров, увеличив размер D использованной области.

Примечание. Оперируя адресами величин, мы, конечно же, имеем в виду математические адреса, однако предполагаем их принадлежность ОП или СОЗУ.

Продолжая рассмотрение примера, приступим к формированию программы в трехадресных командах. Окончательный результат представлен в таблице 6.1. Команды 1-5 — сформированная группа команд считывания при первом выполнении данного шага алгоритма.

Исключаем имена, использованные в сформированной группе команд считывания, из вспомогательной записи (6.3). В нашем примере получим запись

l; l.(6.4)
Повторяем выполнение шага 2 до исчерпания вспомогательной записи.

При втором выполнении шага 2 в примере сформируется команда 6.
На основе таблицы соответствия адресов произведем подстановку в программу на ПОЛИЗ вместо имен — адресов соответствующих величин в СОЗУ.
Просматриваем слева направо цепочки операций. Если в цепочке имен, стоящей перед первой операцией в анализируемой цепочке, есть хотя бы одно имя - для одноместной операции, и хотя бы два имени — для двуместной, и оба имени уже являются адресами из использованного диапазона ( 1 — D ) списка свободных регистров ( A и В в нашем примере не скоро будут заменены таким адресом), формируем трехадресную команду по следующим правилам:
- записываем код операции;
- по первому адресу команды записываем первый справа адрес в предшествующей цепочке имен, если операция одноместная, или второй справа адрес, если операция двуместная;
- по второму адресу команды записываем первый справа адрес в предшествующей цепочке имен — для двуместных операций;
- по третьему адресу пишем первый адрес из списка свободных регистров, включив его в диапазон использованных адресов, D:=D+1.
Заменяем использованную комбинацию "операция плюс два (одно) имени из предшествующей цепочки имен" на адрес результата этой операции, т.е. третий адрес команды.

В нашем примере величины b, d, x, a, c, l находятся соответственно в регистрах r₁, r₂, r₃, r₄, r₅, r₆. Тогда могут быть сформированы 11 команд 7—17, результаты выполнения которых будут находиться в регистрах r₇-₁₇}. Исходная запись программы в ПОЛИЗ примет вид
$r_7 r_8-\Longrightarrow A; \notag \\ if \; Ax:0>cr_9+r_{10}:0>\vee \; then \; r_{11} b+d \times 2: \; else \notag \\ if \; Ar_{12}-0> \; then \; r_{13}c\times r_{14}: \; else \; r_{15}r_{16}:\Longrightarrow B; \notag \\ AB+c: \; if \; r_{17} \; then \; a \; else \; b \times \Longrightarrow C. \eqno$ ( 6.5)
Если $\Rightarrow$ — первая операция в цепочке операций и предшествующее имя принадлежит диапазону D и представляет собой выродившуюся запись оператора присваивания, то трехадресная команда записи формируется по следующим правилам:

а) по первому адресу пишется адрес — последнее имя из предшествующей цепочки имен;

б) по третьему адресу пишется адрес рассчитанной величины в ОП.

Производится замена имени данной величины в текущем виде записи программы на адрес регистра, в котором она получена. Породившая же команду конструкция из записи исключается.
Если найден разделитель if и после него, и после последующих разделителей then и else стоят по единственному имени, в двух словах формируется четырехадресная команда if-then-else. В ней по адресу записи (у нас — по третьему адресу первого слова) записывается первый адрес из списка свободных регистров (с коррекцией значения D ), по первому адресу первого слова записывается адрес условия, по вторым адресам — адреса альтернатив. Конструкция if-then-else в записи программы заменяется сформированным адресом результата.

Мы продолжим рассмотрение примера компоновки трехадресных команд, начатое параллельно с описанием алгоритма.

При следующем просмотре записи на ПОЛИЗ сформируются команды 18—23 и запись примет вид

$r_{18}\Longrightarrow A; \; if \; ax:0 > r_{19}r_9 :0> \vee \; then \; }r_{20}d \times :2 \notag \\ else \; if \; Ar_{11} - 0 > \; then \; r_{21}r_{13}: \; else \; r_{22} \Longrightarrow B; \notag \\ AB+c: r_{23} \times \Longrightarrow C. \eqno$

( 6.6)

Теперь формируются следующие шесть команд, и запись принимает вид

$if \; r_{24} 0 > r_{25} 0 > \vee \; then \; r_{26} 2: \; else \; if \; r_{27} 0 > \; then \notag \\ r_{28} \; else \; if \; r_{22} \Longrightarrow B; r_{18} B + c: r_{23} \times \Longrightarrow C. \eqno$

( 6.7)

Аналогично формируются команды 30—33, в результате чего запись (6.7) преобразуется

$if \; r_{29} r_{30} \vee \; then \; r_{31}\mbox \; else \; if \; r_{32} \; then \; \notag \\ r_{28} \; else \; if \; r_{22} \Longrightarrow B; r_{18} B + c: r_{23} \times \Longrightarrow C. \eqno$

( 6.8)

Затем формируются команды 34 и 35, и запись (6.8) обретает вид

$if \; r_{33} \; then \; r_{31} \; else \; r_{34} \Longrightarrow B; \notag \\ r_{18} B + c: r_{23} \times \Longrightarrow C. \eqno$

( 6.9)

Затем формируется команда 36, и запись принимает вид

$r_{35} \Longrightarrow B; \notag \\ r_{18} B + c: r_{23} \times \Longrightarrow C. \eqno$

( 6.10)

Аналогично формируются остальные команды.

Таблица 6.1.
№	КОП	A₁	A₂	A₃	$\alpha$	Счетчик (1-й такт)	Счетчик (2-й такт)	Счетчик (3-й такт)
1	Сч	<b>		r₁
2	Сч	<d>		r₂
3	Сч	<x>		r₃
4	Сч	<a>		r₄
5	Сч	<c>		r₅
6	Сч	<l>		r₆
7	x	r₄	r₁	r₇	1	5	4	3
8	x	r₅	r₂	r₈	1		5	4
9	:	r₆	r₄	r₉	1	7	6	5
10	-	r₅	r₂	r₁₀	1	3	2	1
11	$\uparrow$	r₄	2	r₁₁	1			5
12	:	r₆	r₂	r₁₂	1		7	6
13	+	r₄	r₂	r₁₃	1	3	2	1
14	-	r₅	r₂	r₁₄	1		3	2
15	+	r₄	r₅	r₁₅	1		3	2
16	+	r₁	r₂	r₁₆	1			3
17	>	r₄	r₁	r₁₇	1	2	1	Исключ.
18	-	r₇	r₈	r₁₈
19	+	r₅	r₉	r₁₉
20	+	r₁₁	r₁	r₂₀
21	x	r₁₃	r₅	r₂₁
22	:	r₁₅	r₁₆	r₂₂
23	if...	r₁₇	r₄	r₂₃				2
			r₁
24	Зп	r₁₈		<A>
25	:	r₁₈	r₃	r₂₄
26	:r₁₉	r₁₀	r₂₅
27	x	r₂₀	r₂	r₂₆
28	-	r₁₈	r₁₂	r₂₇
29	:	r₂₁	r₁₄	r₂₈
30	>	r₂₄		r₂₉
31	>	r₂₅		r₃₀
32	:	r₂₆	2	r₃₁
33	>	r₂₇		r₃₂
34	$\Lambda$	r₂₉	r₃₀	r₃₃
35	if...	r₃₂	r₂₈	r₃₄
			r₂₂
36	if...	r₂₃	r₂₈	r₃₄
			r₃₄
37	Зп	r₃₅	<B>
38	+	r₁₈	r₃₅	r₃₆
39	:	r₃₆	r₅	r₃₇
40	x	r₃₇	r₂₃	r₃₈
41	Зп	r₃₈		<C>

Дальше >>

Авторизоваться

Архитектура параллельных вычислительных систем

Лекция 6: Оптимальное потактовое расписание выполнения работ в многофункциональном арифметическо-логическом устройстве

Вопросы и ответы