Экономика в промышленности Под редакцией профессора А. В. Ляшенко Саратов Издательство Саратовского университета 2015
Скачать 2.37 Mb.
|
ОПЕРАЦИИ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ФОРМАТОВ ПРЕДСТАВЛЕНИЯИ МАНИПУЛЯЦИИ БИТАМИ ДАННЫХВ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКЕА. В. Ляшенко, Л. С. Сотов* ОАО «Институт критических технологий» Россия, 410040, Саратов, пр. 50 лет Октября, 110А E-mail: kbkt@renet.ru *Саратовский государственный университет Россия, 410012, Саратов, Астраханская, 83 E-mail: slskit@mail.ru В работе рассматривается проблема обеспечения высокой производительности вычислительных устройств при обработке битов данных. Современные подходы для решения этой проблемы исследуются с общей точки зрения преобразования форматов представления данных. Анализируются аппаратурные устройства для ускорения манипуляций битами данных. Ключевые слова: манипуляции битами данных, упорядоченное разбиение множества, перестановка битов, инструкция извлечения битов, инструкция размещения битов, микропроцессор. The Instructions for Data Conversion and Bit Manipulation in Computers A. V. Lyashenko, L. S. Sotov The problem of high performance during bit manipulation by microprocessors is considered. The new ways for this problem solving are investigated including common point of view concerning format of data words. The hardware for bit manipulation accelerating is analyzed. Key words: bit manipulation, ordered partition of a set, bit permutation, parallel deposit instruction, parallel extract instruction, and microprocessor. Ряд недавних публикаций и патентов посвящен вопросу высокоскоростного осуществления микропроцессорами операций манипуляции с битами данных [1–3], которые тесно связаны с преобразованием форматов представления данных [4], так как произвольную манипуляцию битами можно рассматривать как их перестановку или преобразование формата представления битов данных, наложение маски и последующие логические операции с битами.Процессоры вычислительной техники обрабатывают данные, представленные в виде машинных слов. Каждое машинное слово – это набор битов данных, который, как правило, записывается в регистр процессора и обрабатывается им за один шаг. При этом машинные слова считываются из одного регистра процессора, а результаты вычислений записываются в другой. Для того чтобы правильно выполнять операции с машинными словами, необходимо иметь информацию о формате представления данных или описатель (дескриптор) формата FD. Например, целое число в памяти ЭВМ обычно располагается так, что младшие биты числа занимают младшие ячейки памяти. Если не знать в каком порядке биты машинного слова расположены в памяти, выполнение операций невозможно.Формат представления данных определяет порядок, в котором биты машинного слова или произвольного двоичного набора данных заносятся в регистр процессора или в память ЭВМ. Операция преобразования формата осуществляет взаимно-однозначное отображение битов входного машинного слова S на выходное D. Математические модели преобразования форматов и манипуляции битами исследуются в [5], принципы построения аппаратурных устройств функциональных преобразователей форматов анализируются в [6]. Традиционные способы преобразования форматов представления данных основаны на использовании команд логического или циклического сдвига [7]. Циклический сдвиг является частным случаем перестановки битов, логический сдвиг можно рассматривать как циклический с последующим наложением маски. В общем случае произвольная манипуляция битами данных сводится к перестановке с последующим наложением маски на машинное слово для выделения только необходимых битов и применением побитовых логических операций. При этом операция перестановки выполняется последовательно для каждого бита, что в десятки раз замедляет выполнение этой операции [8].Таким образом, традиционные методы и аппаратурные средства для выполнения операций преобразования форматов представления данных в вычислительной технике существенно снижают ее производительность. |
Похожие:
 | Решением Президиума вак министерства образования и науки РФ издание включено в Перечень ведущих рецензируемых изданий, в которых |  | К38 Неправомерные действия должностных лиц налоговых органов. Саратов: Изд-во Сарат ун-та, 2008 376 с.: ил. 978-5-292-03835-1 |
| Лингвометодические проблемы преподавания иностранных языков в высшей школе: Межвуз сб науч тр. / Под ред. Л. И. Со | | Лингвометодические проблемы преподавания иностранных языков в высшей школе: Межвуз сб науч тр. / Под ред. Л. И. Со |
| Экономика. Теория и практика: материалы III международной научно-практической конференции (16 июня 2015 г.). Отв ред. Зарайский А.... | | О. В. Бессчетнова : под ред. Г. В. Дыльнова. — Саратов : Научная книга, 2008. — 288 с |
| Для преподавателей, научных работников и студентов, обучающихся по специальности «Социально-культурный сервис и туризм» | | Для преподавателей, научных работников и студентов, обучающихся по специальности «Социально-культурный сервис и туризм» |
| «Педагогика и психология» Пензенского государственного технологического университета О. А. Вагаева | | «Педагогика и психология» Пензенского государственного технологического университета О. А. Вагаева |