Κατασκευή προσομοιωτή ανάλυσης των pipeline hazards με τη χρήση της γλώσσας προγραμματισμού JAVA 2

Abstract

Η τεχνική της Pipeline έχει κατορθώσει να επιταχύνει την απόδοση των επεξεργαστών και κατ’ επέκταση την απόδοση των υπολογιστικών συστημάτων. Χώρίς τη μέθοδο αυτή, οι επεξεργαστές θα εκτελούσαν μια-μια τις εντολές των διαφόρων προγραμμάτων. Η Pipeline είναι μια τεχνική που χρησιμοποιείται ευρέως στο κόσμο της επιστήμης των υπολογιστών αλλά και σε άλλες ψηφιακές, ηλεκτρονικές συσκευές με σκοπό να αυξήσει τον αριθμό των εντολών που μπορούν να εκτελεστούν στη μονάδα του χρόνου. Ο επεξεργαστής μπορεί να εκτελέσει πολλαπλές εντολές ταυτόχρονα. Αυτό επιτυγχάνεται με τη διάσπαση μιας διαδικασίας (ενός προς εκτέλεση προγράμματος) σε διαφορετικές φάσεις, οπότε διαφορετικές διαδικασίες μπορούν να εκτελούνται παράλληλα καθώς βρίσκονται σε διαφορετικές φάσεις η κάθε μια. Παρόλο που η Pipeline προσφέρει πολλά σε ενα υπολογιστικό σύστημα, μπορεί να επιφέρει και κόστος. Το κόστος αυτό είναι είτε οικονομικό (προσθήκη επιπλέον μονάδων για να μπορεί να υπάρξει και να λειτουργήσει όπως ακριβώς έχει ορισθεί η Pipeline) είτε αποδοτικό, δηλαδή παρόλο που αυξάνεται η απόδοση, δεν επιτυγχάνεται το μέγιστο δυνατό αποτέλεσμα. Αυτό συμβαίνει λόγω κάποιων κινδύνων που «καραδωκούν». Αυτοί οι κίνδυνοι μπορεί να είναι δομικοί, κίνδυνοι δεδομένων ή κίνδυνοι ελέγχου. Στην παρούσα εργασία γίνεται μια παρουσίαση των κινδύνων αυτών και με ποιούς τρόπους μπορούν να απαλειφθούν. Για να το πετύχουμε αυτό, εκτός από το θεωρητικό μέρος (θεωρητική προσέγγιση), αναπτύχθηκε και ένας προσομοιωτής, ο οποίος ανιχνεύει τέτοιου είδους κινδύνους και δίνει μία λύση, αν αυτό είναι εφικτό. Ο προσομοιωτής αυτός κατασκεύαστηκε με τη γλώσσα προγραμματισμού Java 2.

The technique of Pipeline has achieved the perfomance of the simylators and the perfomance of the computers systems. Without this method, the simulators will do a each command of the different.Pipeline is a technique that is used widely in the world at the science of computers, but and at the digital, electronicals machines with the aim to growth the number of the commands that can be perfomed at the time. The simulator can perfom may commands at the same time. This can be achieved with the break of the process (at a programme that is working),in different phases, when different processes can be perfomed parallel as each is in different phase. Although Pipeline offers a lot in a computer system, it also can brings a cost. This cost is either economical (insert extra units to can exist and work as exactly has be desvribed the Pipeline) either efficient, although the development of the perfomance, it is no achieved the maximum result. These dangers can be constructionals, data dangers or control danger. In this thesis is a presentation of the these dangers and the ways that they can be delete. To achieved this, except of the theoretical part (theoretical approach), is developed one simlator, who detects dangers like these and gives s solution, if this is fiasible. This simulator has been maked by the programming language Java 2.