Mikä on apuprosessorin tehtävä tietokoneessa? Matemaattisen apuprosessorin toiminnot ja toimintaperiaatteet

Matemaattinen apuprosessori

Matemaattinen apuprosessori - apuprosessori, joka laajentaa keskusprosessorin käskysarjaa ja tarjoaa sille liukulukutoimintomoduulin toiminnallisuuden prosessoreille, joissa ei ole integroitua moduulia. Kuvassa Kuvassa 4 näkyy emolevyn matemaattinen apuprosessori.

Kuva 1. Matemaattinen apuprosessori

Huolimatta siitä, että melkein kaikki prosessorit, alkaen 486:sta, on varustettu integroidulla apuprosessorilla, niiden suorituskyky voi vaihdella. Historiallisesti Intelin apuprosessorit ovat olleet nopeampia kuin AMD:n ja Cyrixin, mutta tämä on alkanut muuttua viime vuosina.

Liukulukuyksikkö (tai liukulukuyksikkö) on osa prosessoria, joka suorittaa monenlaisia ​​matemaattisia operaatioita reaaliluvuille.

Yksinkertaiset kokonaislukuprosessorit työskennelläkseen reaalilukujen ja matemaattisten operaatioiden kanssa vaativat asianmukaisia ​​tukitoimenpiteitä ja aikaa niiden suorittamiseen. Liukulukuoperaatiomoduuli tukee niiden kanssa työskentelyä primitiivitasolla - todellisen luvun lataaminen, purkaminen (erikoisrekistereistä) tai niille suoritettava matemaattinen operaatio suoritetaan yhdellä komennolla, minkä ansiosta tällaisten toimintojen merkittävä kiihtyvyys saavutetaan.

Matemaattisia apuprosessoreita kutsutaan myös liukulukuprosessoreiksi, koska ne osoittavat kykynsä erityisen kirkkaasti tällä matematiikan alueella. Liukulukuja käytetään usein tieteellisissä laskelmissa, ja niitä edustavat yleensä mantissa ja ordinaatat. Matemaattisen apuprosessorin asentamisesta saatava etu riippuu siitä, mitä tehtäviä tietokoneella ratkaistaan. Intelin mukaan apuprosessori voi lyhentää matemaattisten operaatioiden, kuten kerto-, jakolasku- ja eksponentiotoimintojen suoritusaikaa 80 % tai enemmän. Yksinkertaisten toimintojen, kuten yhteen- ja vähennyslasku, suorittamisen nopeus ei käytännössä vähene.

Mikroprosessoriin sisäänrakennetut signaalit mahdollistavat työn siirtämisen apuprosessorille ja sen jälkeen käsittelyn tulosten vastaanottamisen.

Tietokoneen mukana tulevan aritmeettisen apuprosessorin käyttämiseen tarvitaan ohjelmia, jotka voivat antaa apuprosessorin suorittamiseen tarvittavat erikoiskoodit.

Mikroprosessorit 8088, 80286, 80386 on suunniteltu siten, että ne mahdollistavat Intelin aritmeettisten rinnakkaissuorittimien 8087, 80287 ja 80387 käytön. Myöhemmissä mikroprosessoreissa on sisäänrakennetut apuprosessorit.

Käytännön näkökulmasta matemaattisella apuprosessorilla ei voida parantaa tekstin valmisteluun ja tietokannan ylläpitoon liittyvän järjestelmän suorituskykyä, jotka eivät vaadi monimutkaisia ​​matemaattisia laskelmia. Apuprosessori ja päämikroprosessori voivat toimia eri kellotaajuuksilla (omista kellogeneraattoreistaan).

Suoritettavan ohjelman on itse määritettävä apuprosessorin läsnäolo ja sitten käytettävä sille kirjoitettuja ohjeita; Muuten apuprosessori vain ottaa virtaa eikä tee mitään. Useimmat nykyaikaiset ohjelmat, jotka on suunniteltu käyttämään rinnakkaisprosessoreita, havaitsevat sen läsnäolon ja käyttävät sen tarjoamia mahdollisuuksia. Apuprosessoreita käytetään tehokkaimmin ohjelmissa, joissa on monimutkaisia ​​matemaattisia laskelmia: laskentataulukoissa, tietokannassa, tilasto-ohjelmissa ja tietokoneavusteisissa suunnittelujärjestelmissä. Samaan aikaan, kun työskentelet tekstieditorien kanssa, apuprosessoria ei käytetä ollenkaan.

Yksinkertaiset "kokonaislukuprosessorit" todellisten lukujen ja matemaattisten operaatioiden kanssa työskentelemiseen vaativat asianmukaisia ​​tukitoimenpiteitä ja aikaa niiden suorittamiseen. Liukulukuoperaatiomoduuli tukee niiden kanssa työskentelyä primitiivitasolla - reaaliluvun lataaminen, purkaminen (erikoisrekistereistä) tai niille suoritettava matemaattinen operaatio suoritetaan yhdellä komennolla, minkä ansiosta tällaisten toimintojen merkittävä kiihtyvyys saavutetaan . FPU:n sisällä numerot on tallennettu 80-bittisessä liukulukumuodossa, joita voidaan käyttää muistista kirjoittamista tai lukemista varten:

Reaaliluvut kolmessa muodossa: lyhyt (32 bittiä), pitkä (64 bittiä) ja laajennettu (80 bittiä).

Binaariset kokonaisluvut kolmessa muodossa: 16, 32 ja 64 bittiä.

Pakatut kokonaislukudesimaaliluvut (BCD) - Numeron enimmäispituus on 18 pakattua desimaalinumeroa (72 bittiä).

FPU tukee myös erityisiä numeerisia arvoja:

Demoralisoidut reaaliluvut ovat lukuja, jotka ovat pienempiä kuin normalisoitu vähimmäisluku. Kun tällainen arvo muodostetaan tiettyyn pinorekisteriin, tätä rekisteriä vastaavaan TWR-rekisterin tunnisteeseen muodostetaan erityinen arvo (10);

Ääretön (positiivinen ja negatiivinen) esiintyy, kun nollasta poikkeava arvo jaetaan nollalla, sekä kun ylivuoto. Kun tällainen arvo muodostetaan tiettyyn pinorekisteriin, tätä rekisteriä vastaavaan TWR-rekisterin tunnisteeseen muodostuu erityinen arvo (10).

Ei-numeroita, ei-numeroita on kahdenlaisia:

Signaalin numerot. Apuprosessori reagoi tämän numeron ilmestymiseen. Pinorekisterissä virheellisen toimintapoikkeuksen nostaminen. Apuprosessori ei tuota signaalinumeroita. Ohjelmoijat muodostavat tällaisia ​​lukuja tarkoituksella herättääkseen poikkeuksen oikeaan tilanteeseen.

Rauhalliset (hiljaiset) ei-numerot. Apuprosessori voi muodostaa hiljaisia ​​ei-lukuja vasteena tietyille poikkeuksille, kuten todelliselle epävarmuusluvulle.

Nolla - Liukulukumuodossa nollaa pidetään myös erikoisarvona.

epäselvyyksiä ja tukemattomia muotoja. On olemassa monia bittijoukkoja, jotka voidaan esittää laajennetussa reaalilukumuodossa. Useimmille niiden arvoille heitetään virheellinen toimintapoikkeus.

Erityinen prosessori, joka on määritetty suorittamaan matemaattisia operaatioita ja toteuttaa ne monta kertaa nopeammin kuin keskusprosessori. Siten oli mahdollista lisätä keskusprosessorin suorituskykyä erityisen moduulin - matemaattisen apuprosessorin - avulla. Toisin kuin keskusyksikkö, matemaattinen apuprosessori ei ohjaa suurinta osaa tietokoneen piireistä. Päinvastoin, kaikki matemaattisen apuprosessorin toiminnot määräytyvät keskusprosessorin toimesta, joka voi lähettää matemaattiselle apuprosessorille komentoja ohjelmien suorittamiseksi ja tulosten tuottamiseksi. Normaalitilassa keskusyksikkö suorittaa kaikki tietokoneen toiminnot. Ja vasta kun tulee tehtävä, jota matemaattinen apuprosessori pystyy käsittelemään paremmin, sille annetaan dataa ja komentoja, ja keskusprosessori odottaa tuloksia. Tällaisia ​​tehtäviä ovat esimerkiksi matemaattiset operaatiot reaalilukujen välillä (operaatiot liukulukujen välillä), joissa lukuja edustavat mantissa ja ordinaatta (desimaalipisteen paikan määräävä luvun desimaaliteho). Jos aiemmin ensimmäisten sukupolvien tietokoneissa (i80386, i80486) matemaattinen apuprosessorimoduuli asennettiin emolevylle erillisenä siruna, niin nykyaikaisissa tietokoneissa matemaattisen apuprosessorin käyttöä erillisenä siruna ei vaadita, koska on jo sisäänrakennettu keskusprosessoriin. Matemaattisen apuprosessorin käytöstä saatavat hyödyt riippuvat siitä, millaisia ​​tehtäviä tietokoneella suoritetaan.

Matemaattisen apuprosessorin asentamisesta saatavat edut riippuvat siitä, mitä tehtäviä tietokoneellasi ratkaistaan. Intelin mukaan apuprosessori voi lyhentää matemaattisten operaatioiden, kuten kerto-, jakolasku- ja eksponentiotoimintojen suoritusaikaa 80 % tai enemmän. Yksinkertaisten toimintojen, kuten yhteen- ja vähennyslaskujen, suorittamisen nopeutta ei välttämättä vähennetä ollenkaan.

Apuprosessori on ASIC, joka toimii yhdessä prosessorin kanssa, mutta on vähemmän monipuolinen. Toisin kuin CPU:ssa, apuprosessorissa ei ole ohjelmalaskuria. Apuprosessori on suunniteltu suorittamaan tiettyjä toimintoja, esimerkiksi: operaatioiden suorittaminen todellisilla luvuilla - matemaattinen apuprosessori, graafisten kuvien ja kolmiulotteisten kohtausten valmistelu - grafiikan apuprosessori, digitaalinen signaalinkäsittely - signaalin apuprosessori jne.

Eri toiminnallisuuksilla varustettujen apuprosessorien käyttö mahdollistaa monenlaisten ongelmien ratkaisemisen:

Taloudellisten tietojen käsittely;

mallinnus;

· graafiset muunnokset;

teollinen hallinto;

· Numeeriset ohjausjärjestelmät;

· robotit;

· navigointi;

tiedonkeruu jne.

Välimuisti

Välimuisti on nopea muisti, joka sijaitsee samassa sirussa CPU:n kanssa tai sen ulkopuolella. Välimuisti toimii nopeana puskurina suorittimen ja suhteellisen hitaan päämuistin välillä. Välimuistin idea perustuu todennäköisimpien suorittimen RAM-käyttöjen ennustamiseen.

Jos CPU on käyttänyt jotakin RAM-objektia, se suurella todennäköisyydellä käyttää tätä objektia pian uudelleen. Esimerkki tästä tilanteesta olisi koodi tai data silmukoissa.

On tärkeää huomata, että välimuistin ja RAM-muistin sisällön koordinointiin käytetään kolmea kirjoitusmenetelmää:

· Write through - RAM päivitetään samanaikaisesti välimuistin kanssa.

· Puskuroitu läpikirjoitus – tiedot viivästyvät välimuistin puskurissa ennen kuin ne kirjoitetaan RAM-muistiin ja kirjoitetaan uudelleen RAM-muistiin niissä jaksoissa, joissa suoritin ei käytä sitä.

Kirjoita takaisin (kirjoita takaisin) - tag-kentän muutosbittiä käytetään, ja rivi kirjoitetaan uudelleen RAM-muistiin vain, jos muutosbitti on 1.

Välimuistirakenteessa on kahdentyyppisiä tietolohkoja:

Tietojen näyttömuisti (itse data, kopioitu RAM-muistista);

Tag-muisti (ominaisuudet osoittavat välimuistissa olevien tietojen sijainnin RAM-muistissa).

Välimuistissa oleva datakartoitusmuisti on jaettu riveihin - kiinteän pituisiin lohkoihin (esimerkiksi 32, 64 tai 128 tavua). Jokainen välimuistirivi voi sisältää yhtenäisen tasatun tavulohkon päämuistista. Se, mikä RAM-lohko on kartoitettu tiettyyn välimuistiriville, määräytyvät rivitunnisteen ja kartoitusalgoritmin mukaan. RAM-muistin välimuistiin yhdistämisalgoritmien mukaan erotetaan kolme välimuistityyppiä:

täysin assosiatiivinen välimuisti;

suora kartoitus välimuisti;

· useita assosiatiivisia välimuistia.

Täysin assosiatiiviselle välimuistille on ominaista, että välimuistiohjain voi sijoittaa minkä tahansa RAM-lohkon mille tahansa välimuistin riville.

Tässä tapauksessa fyysinen osoite jaetaan kahteen osaan: lohkon offset (välimuistirivi) ja lohkon numero. Kun lohko sijoitetaan välimuistiin, lohkon numero tallennetaan vastaavan rivin tagiin. Kun CPU käyttää välimuistia tarvittavaa lohkoa varten, välimuistin puuttuminen havaitaan vasta, kun kaikkien rivien tunnisteita on verrattu lohkon numeroon.

Yksi tämän näyttötavan peruseduista on RAM:n hyvä hyödyntäminen, koska. ei ole rajoituksia sille, mikä lohko tulee yhdistää mille välimuistiriville. Haittoja ovat tämän menetelmän monimutkainen laitteistototeutus, joka vaatii suuren määrän piirikomponentteja (pääasiassa vertailijoita), mikä johtaa tällaisen välimuistin käyttöajan pidentämiseen ja sen kustannusten nousuun.

Suora kartoitusvälimuisti(tai yksisuuntainen assosiatiivinen välimuisti). Tässä tapauksessa muistiosoite (lohkon numero) määrittää yksiselitteisesti välimuistirivin, johon tämä lohko sijoitetaan. Fyysinen osoite on jaettu kolmeen osaan: lohkosiirtymä (välimuistirivi), välimuistin rivin numero ja teᴦ. Tämä tai tuo lohko sijoitetaan aina tiukasti määritellylle välimuistiriville ja korvataan toinen sinne tallennettu lohko, jos se on erittäin tärkeä. Kun prosessori käyttää välimuistia vaadittua lohkoa varten, riittää, että tarkistat vain yhden rivin tagin onnistumisen tai välimuistin puuttumisen määrittämiseksi.

Tämän algoritmin ilmeiset edut ovat toteutuksen yksinkertaisuus ja alhaiset kustannukset. Haittoja ovat tällaisen välimuistin alhainen tehokkuus, joka johtuu todennäköisestä toistuvasta rivien uudelleenlatauksesta. Esimerkiksi käytettäessä järjestelmän joka 64. muistipaikkaa, välimuistiohjain pakotetaan jatkuvasti lataamaan uudelleen samaa välimuistiriviä käyttämättä loput ollenkaan.

Useita assosiatiivisia välimuistia(tai osittain assosiatiivinen välimuisti). Tämä on kompromissi kahden ensimmäisen algoritmin välillä.

Tällä välimuistin järjestämismenetelmällä rivit yhdistetään ryhmiin, jotka voivat sisältää 2/4/8/: riviä. Tällaisten ryhmien rivien lukumäärän mukaan erotetaan 2-tulo, 4-tulo jne.. assosiatiivinen välimuisti. Muistia käytettäessä fyysinen osoite on jaettu kolmeen osaan: lohkon siirtymä (välimuistirivi), ryhmän (joukko) numero ja teᴦ. Muistilohko, jonka osoite vastaa tiettyä ryhmää, on sijoitettava mille tahansa tämän ryhmän riville ja vastaava arvo sijoitetaan rivitunnisteeseen. Ilmeisesti valitussa ryhmässä noudatetaan assosiatiivisuuden periaatetta. Toisaalta tietty lohko voi kuulua vain tiukasti määriteltyyn ryhmään, mikä toistaa suoran kartoitusvälimuistin järjestämisen periaatetta. Jotta prosessori voi tunnistaa välimuistin puutteen, sen tarvitsee tarkistaa vain yhden ryhmän tagit (2/4/8/: rivit).

Apuprosessori on erityinen integroitu piiri, joka toimii yhdessä

pääprosessori. Tyypillisesti apuprosessori on määritetty suorittamaan

jokin tietty funktio - matemaattinen operaatio tai grafiikka

edustus. Ja apuprosessori voi toteuttaa tämän toiminnon monta kertaa

nopeampi kuin pääprosessori. Eli tietokone, jossa on apuprosessori

toimii paljon nopeammin.

Apuprosessori on yleinen mikroprosessori, mutta ei niin monipuolinen. Yleensä

apuprosessori on kehitetty erityislaitteena tietyn toteuttamiseen

tietty toiminto. Koska apuprosessorin ohjelmisto on rajallinen, se voi uudelleen

analysoida sille osoitettuja toimintoja kuten kukaan muu.

Kuten mikä tahansa mikroprosessori, apuprosessori toimii samoilla periaatteilla. Hän

yksinkertaisesti suorittaa ohjelmia, jotka sisältävät sarjan mikroprosessoreita

komentoja. SoP-prosessori ei ohjaa suurinta osaa tietokoneen piireistä.

Normaalitilassa mikroprosessori suorittaa kaikki tietokoneen toiminnot. Ja vasta kun

on tehtävä, jonka apuprosessori pystyy käsittelemään paremmin, siihen siirretään dataa

ja ohjauskomennot, ja CPU odottaa tuloksia.

PC-tietokoneissa yleisimmin käytetyt apuprosessorit ovat matemaattisia apuprosessoreja.

rinnakkaisprosessorit. Matematiikassa he ovat erikoistuneet lukujen kerto- ja jakolaskuihin.

Matemaattisia apuprosessoreita kutsutaan myös liukulukuprosessoriksi.

koska he osoittavat erityisesti potentiaalinsa tällä alalla

matematiikka. Liukulukuja käytetään usein tieteellisissä laskelmissa ja

niitä edustavat yleensä mantissa ja ordinaatta.

Matemaattisen apuprosessorin asentamisesta saatava hyöty riippuu

mitä tehtäviä tietokoneella tehdään. Intelin apuprosessorin mukaan

voi lyhentää matemaattisten operaatioiden, kuten esim

kertominen, jako, eksponentio 80 %:lla tai enemmän.

Yksinkertaisten toimintojen, kuten yhteen- ja vähennyslasku, suorittamisen nopeus on käytännöllinen

ei vähene.

Käytännön näkökulmasta koulutusjärjestelmän suorituskyky

tekstit ja tietokannan ylläpito - toiminnot, jotka eivät vaadi monimutkaista matemaattista osaamista

laskelmia ei voida parantaa matemaattisella apuprosessorilla.

Apuprosessori ja päämikroprosessori voivat toimia eri kellotaajuuksilla

(omista kellogeneraattoreista).

Kun mikroprosessorin ja apuprosessorin taajuuksien suhde ilmaistaan ​​kokonaislukuna,

ne toimivat synkronisesti ja voivat siirtää tietoa toisilleen optimaalisesti

tapa. Synkronoimaton työ edellyttää, että jompikumpi niistä

odotti kumppaninsa syklin päättymistä, mikä edellyttää ulkonäköä

pieni mutta todellinen odotusaika.

Intelin apuprosessoriperhe koostuu: 8087, 80287, 80387, 80387SX.

Jokainen niistä on erityisesti suunniteltu toimimaan vastaavien kanssa

Intelin pääperheen mikroprosessori. Jokaisella näistä neljästä on omansa

ominaisuudet. Tietojen kertakäsittelyn rajoitukset

8, 16, 32 bittiä on paljon jäljessä. Intelin apuprosessorit käsittelevät välittömästi 80

bitti. Jokainen apuprosessori sisältää kahdeksan 80-bittistä rekisteriä, joissa se ja

suorittaa laskelmansa. Ne toimivat 32-, 64- tai 80-bittisten numeroiden kanssa

liukuluku; 32- tai 64-bittiset kokonaisluvut. Yleensä apuprosessorit

toimivat keskusyksikön liitteinä.

Molemmat prosessorit riippuvat tietokoneen osoitetietolinjoista ja toimivat

jokaisella on omat komentonsa sellaisina kuin ne näkyvät ohjelmassa. rinnakkaisprosessorit voivat

suorittaa tehtävänsä rinnakkain keskusprosessorin työn kanssa, toisin sanoen

Molemmat aivot ajattelevat tässä tapauksessa samaan aikaan, koska jokainen niistä lukee

niiden komennot suoraan väylältä, eikä suoritinta tarvitse keskeyttää,

antaa komennon apuprosessorille.

Tämä apuprosessori on suunniteltu erityisesti käytettäväksi Intel 8086:n kanssa,

8088, 80186, 80188. Siksi se on identtinen näiden mikroprosessorien kanssa

mahdollisuuksia käsitellä ja havaita tietoa. Lisäksi tämä apuprosessori itse

on määritetty tietoväylän koon mukaan - kahdeksan tai kuusitoista tibit (8086 tai

8088 perhettä). Se asennetaan tavalliseen 40-nastaiseen liittimeen ja

lisää tietokoneen komentojen luetteloa 68 yksiköllä.

Tästä apuprosessorista on kolme muunnelmaa, jotka eroavat taajuudesta: 5, 8,

Vastaavasti 80286 on 8086:n jatke, 80287 on 8087:n laajennus.

80287:n tärkein etu on kyky toimia sekä todellisessa että

ja suojatussa tilassa 80286 mikroprosessori. Sillä on kyky käsitellä

kaikki 16M muisti.

80287 on lähes täysin yhteensopiva 8087:n kanssa ja voi käyttää melkein mitä tahansa

jälkimmäisen ohjelmisto. Tärkein toiminnallinen ero näiden välillä

rinnakkaisprosessorit tapa käsitellä vikatilanteita. Kun virhe löytyy, nämä

sirut voivat käyttäytyä eri tavalla. Ohjelmisto voi kuitenkin

kompensoida nämä erot.

80287 on 40-nastaisessa DIP-paketissa. Mutta ei esimerkkinä nuoremmalle

kaveri, 80287 voi toimia eri kuin keskusmikroprosessorin kanssa

kellotaajuus.

mikroprosessori, siinä on sisäänrakennettu jakajapiiri, joka vähentää sisäistä

kolminkertainen taajuus.

Käyttämällä omaa generaattoriaan 80287 voi lisätä sen merkittävästi

esitys.

Kuten mallissa 8087, myös 80287:ssä on neljä muunnelmaa, jotka eroavat toisistaan

80287 on yhteensopiva 80386-mikroprosessorin kanssa. Ne kuitenkin toimivat eri tavalla

taajuuksilla ja vaatii siksi erityisen rajapinnan päästäkseen väylään

Koska 80287 on 16-bittinen siru, kaikki liitännät

80386 on toteutettava 16-bittisillä sanoilla, mikä saattaa vähentää

esitys.

80387 ja 80387SX

Samalla tavalla kuin Intel, ottaen huomioon menneisyyden opetukset, tuotti 80386, 80387 tuli

80287-apuprosessorin jatkokehitys. Jäljellä oleva joukkue yhteensopiva

80287, 80387 lisäsi tietojen käsittelyn nopeutta. Mutta taas oli eroja

kieltää virheiden käsittelyssä. Mutta 80387:n mahdollisuudet olivat suuremmat - se toteutettiin

kaikki transsendentaaliset ja logaritmiset funktiot.

80387SX - joka suhteessa samanlainen kuin 80387, mutta suunniteltu toimimaan

16-bittinen 80386SX-väylä 32-bittisen dataväylän sijaan.

80387 ja 80387SX voivat ajaa kaikkia 80287:n ohjelmia. Päinvastoin ei

vastaava. Suurin ongelma 387:ssä on hieman erilaiset tulokset

transsendenttisen funktion laskelmat vuodesta 80287.

80387 toimii samalla taajuudella kuin CPU. Saatavilla

tämän apuprosessorin vastaavat muutokset 25 MHz:iin asti.

Apuprosessoreita on seuraavan tyyppisiä:

• yleiskäyttöiset matemaattiset apuprosessorit, jotka tyypillisesti kiihdyttävät liukulukuja,
• syöttö-lähtö-apuprosessorit (esimerkiksi - Intel 8089), jotka vapauttavat keskusprosessorin syöttö-lähtötoimintojen ohjauksesta tai laajentavat prosessorin vakioosoiteavaruutta,
• apuprosessorit suorittamaan erittäin erikoistuneita laskelmia.

Apuprosessorit voivat olla osa tietyn yrityksen kehittämää logiikkaa (esimerkiksi Intel tuotti apuprosessorit 8086- ja 8088-prosessoreille ja 8089, Motorola - Motorola 68881-apuprosessoreille) tai kolmannen osapuolen valmistajan (esimerkiksi Weitek (englanniksi) ) Motorola m68k:lle ja 1067 Intel 80286:lle).

Apuprosessori ohjelmoinnissa

Apuprosessori laajentaa keskusprosessorin käskyjärjestelmää, joten sen käyttöä varten (ilman tulkintaa ja ulkoisia kirjastoja kutsuvan ohjelman) tulee sisältää nämä ohjeet. Nykyaikaisten kääntäjien asetukset korkean tason kielille x86-prosessoreille antavat usein mahdollisuuden valita, käytetäänkö matemaattista apuprosessoria vai ei, mikä on erityisen tärkeää luotaessa koodia, joka suoritetaan laitteistokeskeytyskäsittelijän sisällä.

On myös oheissuorittimia, jotka on suunniteltu ohjaamaan oheislaitteita ja purkamaan keskusprosessoria, nimittäin:

Kirjoita arvostelu artikkelista "Coprocessor"

Huomautuksia

Katso myös

Linkit

• whatis.techtarget.com/definition/coprocessor
• www.webopedia.com/TERM/C/coprocessor.html
• www.pcmag.com/encyclopedia/term/46625/math-coprocessor
• www.trevormarshall.com/old_papers/Approaching-Desktop-Supercomputer.pdf 1990 - Tietojenkäsittelyn apuprosessorit, varhaiset 32-bittiset laskentaapuprosessorit
• Hansen, Paul Mark, marraskuu 1988

Ote, joka kuvaa yhteisprosessoria

Matemaattinen apuprosessori on erityinen moduuli liukulukuoperaatioiden suorittamiseen, joka toimii yhdessä keskusprosessorin kanssa.
Matemaattinen apuprosessori ei ole henkilökohtaisen tietokoneen pakollinen osa. Siitä voidaan periaatteessa luopua. Näin on tehty aiemminkin taloudellisista syistä.
Kuitenkin ratkaistaessa ongelmia, jotka vaativat suurta määrää matemaattisia laskelmia, esimerkiksi tieteellisissä tai teknisissä laskelmissa, kysymys tietokoneen suorituskyvyn lisäämisestä oli akuutti.
Tätä varten päätimme käyttää ylimääräistä erikoisprosessoria, joka on "viritetty" suorittamaan matemaattisia operaatioita ja toteuttaa ne monta kertaa nopeammin kuin keskusprosessori. Siten oli mahdollista lisätä keskusprosessorin suorituskykyä erityisen moduulin - matemaattisen apuprosessorin - avulla.
Toisin kuin keskusyksikkö, matemaattinen apuprosessori ei ohjaa suurinta osaa tietokoneen piireistä. Päinvastoin, kaikki matemaattisen apuprosessorin toiminnot määräytyvät keskusprosessorin toimesta, joka voi lähettää matemaattiselle apuprosessorille komentoja ohjelmien suorittamiseksi ja tulosten tuottamiseksi. Normaalitilassa keskusyksikkö suorittaa kaikki tietokoneen toiminnot. Ja vasta kun tulee tehtävä, jota matemaattinen apuprosessori pystyy käsittelemään paremmin, sille annetaan dataa ja komentoja, ja keskusprosessori odottaa tuloksia. Tällaisia ​​tehtäviä ovat esimerkiksi matemaattiset operaatiot reaalilukujen välillä (operaatiot liukulukujen välillä), joissa lukuja edustavat mantissa ja ordinaatta (desimaalipisteen paikan määräävä luvun desimaaliteho).
Jos aiemmin ensimmäisten sukupolvien tietokoneissa (i80386, i80486) matemaattinen apuprosessorimoduuli asennettiin emolevylle erillisenä siruna, niin nykyaikaisissa tietokoneissa matemaattisen apuprosessorin käyttöä erillisenä siruna ei vaadita, koska on jo sisäänrakennettu keskusprosessoriin.
Matemaattisen apuprosessorin käytöstä saatavat edut riippuvat siitä, millaisia ​​tehtäviä tietokoneellasi suoritetaan.
INTELin mukaan matemaattinen apuprosessori voi lyhentää matemaattisten toimintojen, kuten kerto-, jakolasku- ja eksponentiotoimintojen suoritusaikaa 80 prosentilla tai enemmän. Yksinkertaisten matemaattisten operaatioiden, kuten yhteen- ja vähennyslaskujen, suorittamisen nopeus ei muutu.
Käytännön näkökulmasta henkilökohtaisen tietokoneen suorituskykyä tekstin valmistelussa ja tietokannan ylläpidossa (toiminnot, jotka eivät vaadi monimutkaisia ​​matemaattisia laskelmia) ei voida parantaa matemaattisella apuprosessorilla. Saat kuitenkin huomattavan suorituskyvyn lisäyksen suorittaessasi tieteellisiä ja teknisiä laskelmia, käsittelemällä tilastotietoja sekä työskennellessäsi grafiikan kanssa, koska jälkimmäinen vaatii intensiivisiä matemaattisia laskelmia.