28. Организация тэговой памяти и оценка ее эффективности на примере мультипроцессорной вс Эльбрус.
Один из самых больших минусов машины фон Неймана – невозможность различать типы данных, вплоть до уровня исполнения программы Избыточный набор команд в машине.. Желательно было бы иметь одну операцию сложения, которая была бы инварианта различным типам данным. На основе опыта был предложен принцип самоопределения данных: наряду с обычной информацией, содержащейся в команде, вводится дополнительное поле, которое называется тег.
П
амять,
которая организованна таким образом,
называется теговой.
Примеры: Машина Berroughs – часть памяти теговая. Реальная польза получена в машине Эльбрус (машина с суперскалярной обработкой информации). С применением теговой памяти происходит и хранение данных и их аппаратная защита.
П
ример:
теговая память Uniuac.
Формат целых чисел
Формат чисел с фикс. запятой
Особенности теговой обработки.
1. Все команды инвариантны к типу обрабатываемых данных, т.е. на этапе компиляции создается объектный код программы, а конкретная реализация команды осуществляется на этапе выполнения, путем анализа тега. Тег создается компилятором Привязка программы к архитектуре на этапе выполнения.
2. Поле тега скрыто для программы на ЯВУ, следовательно, язык высокого уровня является независимым от реализации этого принципа в ЭВМ.
3. Развитие теговой организации памяти позволяет вводить дополнительные средства для расширения процедур контроля и отладки. Это повышает надежность.
Достоинства теговой памяти (ТП):
Повышение надежности обработки. Это расширенные возможности обнаружения ошибок.
Индексация бессмысленных операций, когда при выполнении умножения один из операторов число, а другой строка и т.д.
Обнаружение несовместимости, когда, например число с плавающей запятой записывается, как адрес.
Возможность обнаружения неопределенных данных.
Все это рассматривается, как некорректное определение типов данных, следовательно, с помощью ТП осуществляется защита по данным.
Автоматическое преобразование типов данных (на этапе выполнения программы, а не на этапе компиляции, когда еще не известно, надо это или нет). Принцип ТП реализует “ленивое вычисление”, или вычисление по необходимости.
Повышение эффективности вычисления программ, т.е. не надо извлекать и кодировать команды преобразования типов данных, следовательно, увеличивается скорость. Задержка привязки программы к архитектуре до этапа выполнения, позволяет повысить эффективность за счет уменьшения кода.
Уменьшение количества команд в системе команд в машине, делает архитектуру RISC – подобной (с сокращенной системой команд), следовательно, компилятор более простой, осуществляется контроль корректности программы на этапе вычисления и автоматическое преобразование данных.
Более совершенные средства отладки.
Дамп памяти более информативен.
Использование битов захвата позволяет включать дополнительные средства отладки. Сближение интерфейса машины с языком программирования, позволяет создавать средства отладки, ориентированные на этот язык.