计算机系统结构_第6章_向量处理机.pdf

第6章 向量处理机 6.1 向量数据表示方式 6.2 向量处理机的结构 6.3 向量处理方式 6.4 向量处理机的关键技术 6.5 向量处理机实例 6.6 向量处理机的性能评价 6.7 向量处理机的发展 具有向量数据表示和向量指令系统的处理机 向量处理机是解决数值计算问题的一种高性能计算机 向量处理机属大型或巨型机，也可以用微机加一台向 量协处理器组成 向量处理机一般都采用流水线结构，通常有有多条并 行工作的流水线 必须把要解决的问题转化为向量运算，才能发挥向量 处理机的效率 6. １向量数据表示方式 6.1.1 从标量到向量 6.1.2 等间距向量表示法 6.1.3 带位移量的向量表示法 6.1.4 稀疏向量表示法 6.1.1 从标量到向量 例6.1：一个简单的C语言程序如下： for (i = 10; i = 1010; i++) c[i] = a[i] + b[i+5] ; • 在向量处理机上, 可以只用一条指令： C(10:1010)=A(10:1010) + B(15 :1015) 一条向量指令可处理Ｎ个或Ｎ对操作数 • 在标量处理机上用10多条指令，其中有8条 指令要循环1000次。 • 采用多寄存器结构的两地址指令编写程序 • 存储器采用字节编址方式，字长为32位 在一般标量处理机中需要如下指令序列来实现 （A 、B 、C分别是向量a、b 、c在内存中的 起始地址）： START: LOAD R0, ST ;读循环初值10 LOAD R1, ED ;读循环终值1010 LOAD R2, L ;读内存地址增量4 MOVER3, R2 MUL R3, R0 ;计算向量偏移量, ;初始值为40 LOOP: LOAD R4,A(R3) ;读A 向量的一个元素 LOAD R5, B(R3) ;读B 向量的一个元素 ADD R4, R5 ;加一个元素 STORE R4, C(R3) ;写C 向量的一个元素 ADD R3, R2 ;改变向量偏移量 INC R0 ;循环次数增1 CMP R0, R1 ;循环是否结束 BLE LOOP ;循环未结束转LOOP, ;否则继续 HALT ;停机 ST: 10 ;循环初值 ED: 1010 ;循环终值 L: 4 ; 内存地址增量 6.1.2 等间距向量表示法 三个参数表示一个等间距向量： 向量起始地址：A 向量长度：L 向量间距：f V A I，0 V A+f