Головна

асоціативні ЗУ

  1. Асоціативні (корпоративні) форми підприємництва

Всучасних обчислювальних системах шірокоіспользуются операція пошуку інформації. При використанні звичайної пам'яті з адресним принципом доступу до даних ця операція займає багато часу, оскільки операнди зчитуються з пам'яті по черзі (послідовно), після чого над кожним операндом проводиться операція порівняння. Ця обставина є чинником, що збільшує час пошуку. Рішення проблеми полягає в тому, щоб ці операції виконувалися одночасно (паралельно). Принцип асоціативного пошуку пояснює малюнок 3.9.1.

Малюнок 3.9.1- Принцип асоціативного пошуку інформації

З метою прискорення пошуку даних використовується адресація за змістом, яка здійснюється шляхом одночасного доступу до всіх елементів пам'яті. Сутність принципу адресації за змістом полягає в наступному (див. Рисунок 3.9.1). Є масив даних ємністю N слів. Потрібно знайти в масиві все слова, які починаються з символу "А" і закінчуються символом "Н". В цьому випадку аргументом пошуку (ключовим словом, компарандом) є слово А * * * Н, де значком * відзначені розряди, які не впливають на результат пошуку. Запам'ятовує масив на апаратному рівні будується таким чином, що б на виході елементів пам'яті, вміст яких збігається зі значенням надійшов аргументу пошуку, з'являвся сигнал - покажчик збігів. Надалі по виробленим сигналам виконується вибірка вмісту тих осередків пам'яті, в яких відбулося збіг.

З причини високої вартості і складності технічної реалізації такого способу адресації, асоціативна пам'ять використовується не скрізь, а в технічно обгрунтованих випадках, наприклад, в пристроях буферизації даних при виконанні обмінних операцій (в КЕШ- пам'яті і подібні пристрої). Крім того, існують спеціальні асоціативні процесори (сопроцесори) де апаратно реалізуються операції згортки, пошуку, сортування, часто зустрічаються в програмах користувача або операційної системи.

У паралельних асоціативних ЗУ (АЗП) процес пошуку даних за змістом організується так. Кожна осередок модуля пам'яті АЗП забезпечує виконання функцій прийому, зберігання даних, порівняння інформації, що зберігається з аргументом пошуку і вироблення сигналів про результат порівняння. Модуль пам'яті АЗП організований таким чином, що на кожному такті роботи аргумент пошуку надходить паралельно в усі осередки пам'яті. В результаті в модулі пам'яті АЗП виконується масова операція порівняння вмісту комірок пам'яті з аргументом пошуку і установка - сигналів покажчиків про збіг на виході.

Кожен рядок модуля пам'яті такого АЗП містить (див. Рис. 3.9.2) регістр для зберігання слова даних (як у звичайних ОЗУ) і спеціальні комбінаційні логічні схеми для порівняння поточного вмісту регістра з ключовим словом, яке надходить одночасно на всі осередки. При пошуку формується сигнал читання з усіх осередків рядка АЗП з одночасним порівнянням прочитаного слова з ключовим словом (аргументом пошуку). Сигнал опитування з'явиться на виході осередку, вміст якої збігається з ключовим словом.

Малюнок 3.9.2- Пристрій осередки АЗП

Малюнок 3.9.3- Структура АЗП

При побудові АЗП з маскування, в операції порівняння беруть участь не всі розряди ключового слова, а тільки та їх частина, яка активізується керуючим вектором-маскою. Осередок пам'яті переводиться в активний стан, якщо відповідний їй розряд маски одиничний, в іншому випадку вона в операції порівняння не бере.

 
 

Апаратна реалізація асоціативного пошуку повинна забезпечити, як мінімум, наступні функції:

- Забезпечувати запис вихідних даних в модуль пам'яті;

- Здійснювати операцію пошуку елемента по деякому ключовому слову;

- Виконувати занесення ключового слова в регістр компаранда і код маски в регістр маски;

- Повертати в початковий стан пам'ять відгуку (реєстр ознак);

- Аналізувати багаторазовість збігів і здійснювати вибірку за випадковим збігом.

При вибірці даних з АЗП в регістр компаранда (див. Рис. 3.9.3) вводиться аргумент пошуку, в регістр маски - код вектора управління. Вміст всіх розрядів регістра компаранда (якщо не застосовується маска) паралельно надходять в осередку всіх рядків модуля пам'яті АЗП і виконується операція порівняння. Після закінчення перехідних процесів на виходах тих рядків модуля пам'яті АЗП, в яких відбулося збіг із заданим аргументом пошуку, встановлюються сигнали збіги. Кожна осередок модуля пам'яті пов'язана з пам'яттю відгуку (регістром ознак) за допомогою тегів розряду Ti. Перед початком роботи всі розряди регістра ознак встановлюються в стан "0". За командою процесора "Порівняти" будь-яка клітинка, яка містить слово, яке збігається з компарандом, формує сигнал, що встановлює відповідний розряд Тi в стан "1". Ця інформація є адресною для лінійної вибірки. В аналізаторі багаторазових збігів (АМС) виконується пріоритетний розбір тегів розрядів і за його результатами послідовне формування сигналів для шифратора. В принципі сигнали з АМС можна подавати безпосередньо на адресні шини модуля пам'яті АЗП, що забезпечило б доступ до всіх "відгукнувся" осередкам одночасно. Однак на практиці модулі пам'яті АЗП виготовляються з мікросхем з вбудованими дешифраторами адреси. Це дозволяє використовувати АЗП в режимі прямо адресується пам'яті, що необхідно для занесення вихідного масиву даних перед початком операції асоціативного пошуку.

Введення даних в АЗП виконується після попереднього пошуку в модулі пам'яті АЗП вільних рядків. З цією метою в кожному рядку модуля пам'яті передбачають спеціальний біт зайнятості, який встановлюється в одиницю при введенні слова даних в АЗП і обнуляється при виведенні відповідного слова.

3.10 Контрольні питання

За якими ознаками класифікуються пристрої, що запам'ятовують?

Призначення ВЗУ і СОЗУ?

Назвіть ознаки ЗУ прямого і послідовного доступів?

Розшифруйте скорочення ПЗУ і ЗУПВ.

Перерахуйте основні характеристики ЗУ.

Що таке "Цикл пам'яті"?

Які переваги ЗУ з довільною вибіркою?

Перерахуйте основні вузли ЗУПВ.

Яка організація стекових ЗУ і де вони застосовуються?

Що спільного в роботі стековой пам'яті типів LIFO і FIFO?

У чому полягає принцип дії асоціативних ЗУ?

4. ПРИНЦИПИ ОРГАНІЗАЦІЇ ПРОЦЕСОРІВ




пряма адресація | реєстрова адресація | непряма адресація | Відносна (базова) адресація | Індексна (автоінкрементним або автодекрементная) адресація | Класифікація ЗУ | ОЗУ з довільним доступом | Організація динамічної пам'яті | Особливості мікросхем синхронної динамічної пам'яті | Основні характеристики ЗУ |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати