Данному образовательному сайту пришлось несколько раз менять свое имя. С 2011 года доступ к нему обеспечивается по URL
http://educomp.runnet.ru

emc.km.ru (2001-2007) ==> educomp.org.ru (2007-2011) ==> educomp.runnet.ru (2011-...)
Более подробно об истории сайта можно прочитать здесь.


Учебные модели компьютера



Модели (software):

"Е14" (parallel !!!)

Модели (hardware):






Награды сайта
Награды сайта

"Е14": процессоры

Модель "Е14" состоит из 5 взаимосвязанных процессоров – 1 центрального (CPU) и 4 периферийных (PPU1 – PPU4). Так что предлагаемая многопроцессорная модель получила свое имя "Е14" не только по году ее создания, но и по количеству процессоров (1 главный и 4 периферийных).

Главный процессор распределяет вычислительные работы и руководит всеми периферийными процессорами, обеспечивая необходимую синхронизацию вычислений. При желании ("в свободное время") его можно использовать для вычислений как и все остальные процессоры.

Все процессоры, образующие "Е14", полностью совместимы с учебной моделью "Е97".

Механизмы взаимодействия процессоров в «Е14» поясняются на рисунке.

взаимодействие процессоров

Опишем приведенный рисунок подробнее.

Начнем с периферийных процессоров PPU1 – PPU4. У каждого из них есть регистр режима RR. Целочисленное значение в этом регистре определяет текущее состояние процессора. Всего состояний четыре:

  • RR = 0 – выполнение программы (EXEC);
  • RR = 1 – ожидание (STOP);
  • RR = 2 – работа по программе ввода данных из CPU (INPUT);
  • RR = 3 – работа по программе вывода данных в CPU (OUTPUT).

Значение регистра RR задается из CPU. Для этого каждый RR связан с определенным портом в CPU: из рисунка видно, что регистр RR у PPU1 присоединен к порту CPU номер 9, у PPU2 – к порту A16 и т.д. Например, чтобы запустить процессор PPU3 на счет, центральному процессору достаточно просто записать нулевое значение в порт B командой out #0,p.B. Кроме того, прочитав значение из соответствующего порта, CPU сможет узнать, в каком состоянии сейчас находится данный периферийный процессор. Это, например, важно, если CPU ожидает, когда PPU завершит вычисления.

Описанный механизм взаимодействия между процессорами нужен не только для запуска (остановки) PPU, но также позволяет организовать передачу данных непосредственно из ОЗУ CPU в ОЗУ PPU или наоборот. Как именно это происходит, можно подробнее прочитать здесь. Пока заметим только, что при включении режима INPUT или OUTPUT выбранный PPU переходит на одну из программ обмена, которые хранятся в его ПЗУ.

Есть и еще один канал обмена данными между процессорами: все процессоры подсоединены к общей шине (межпроцессорной магистрали). Мы видим, что общей линией объединены все порты 6 (шина адреса) и 7 (шина данных). В классическом варианте шины есть еще шина управления, но в «Е14» она отсутствует: ее роль выполняют порты 9 – C у CPU. Весь обмен через шину происходит под управлением центрального процессора.

Как пользоваться шиной поясняется на примере здесь.

читать дальше


Автор сайта - Евгений Александрович Еремин (Пермский государственный педагогический университет). e_eremin@yahoo.com