Исследование производительности процессора обработки структур в системе…
3
Все необходимые для ЦП данные выдаются СП в соответствии с за-
ложенной в его память программой обработки структуры. Общие
принципы функционирования системы МКОД более подробно изло-
жены в [1–4].
Функции процессора обработки структур.
СП выполняет ряд
функций ассоциативной обработки, которые в других типах вычис-
лительных структур, таких как ЭВМ с одним потоком команд и од-
ним потоком данных (ОКОД) или системы с многими потоками ко-
манд и многими потоками данных (МКМД), выполняются на ЦП ко-
дом вычислительной программы или операционной системы.
Основные функции СП:
• Реализация операций над структурами данных в соответ-
ствии с ключами.
Ключ является основой структурной части ин-
формации и позволяет идентифицировать данные. В исследовании
использован вариант СП с размером ключа 32 бит и аналогичным
полем данных. Реализованы следующие операции: добавление, уда-
ление, поиск, поиск минимума и максимума, мощность, удаление
структуры, пересечение, дополнение, объединение структур, срез
структуры, сжатие. Результаты выполнения команд передаются в ЦП
для последующей обработки вычислительным алгоритмом.
• Управление памятью при хранении информации структур
данных.
В универсальных ЭВМ управление памяти относится к
функциям операционной системы и является одной из важнейших
задач. Менеджеры памяти операционных систем, в свою очередь,
строятся на основе структур данных: красно-черных деревьев, очере-
дей и пр. В системе МКОД выделение и освобождение памяти, ис-
пользуемой при хранении структур данных, выполняются аппаратно
при помощи СП. Помимо этого, СП обеспечивает хранение одновре-
менно нескольких структур данных в своей локальной памяти, что
позволяет выполнять такие операции, как объединение, пересечение
и дополнение. Память для хранения структур данных реализована в
виде модуля памяти DDR или DDR2 SDRAM емкостью до 8 Гб.
• Исполнение управляющих программ обработки структур
данных.
СП выполняет код, хранимый в локальной памяти команд в
виде программ, которые составлены таким образом, чтобы резуль-
таты их исполнения соответствовали ходу вычислительного процес-
са в ЦП. Если, например, к некоторому моменту времени в основ-
ной вычислительной программе требуется получить данные, соот-
ветствующие минимальному значению ключа, СП заблаговременно
выполняет команду поиска минимума и направляет данные в ЦП.
В этом случае достигается наибольшая параллельность при выпол-
нении вычислительного алгоритма. В случае зависимых данных, ко-
гда результат обработки одной команды влияет на работу следую-
