Рис.7.18. Функциональная схема АС
РгО – регистр отклика, в котором хранятся результаты битового среза.
РгК – компаранда.
Описание работы схемы:
Схема управления позволяет сдвигать слово, что обеспечивает параллельную передачу
битового среза в массив ПЭ. Одновременно с передачей в ПЭ битового среза
передаются одноименные разряды регистра компаранда и маски.
Каждый ПЭ формирует частичный результат – бит отклика, который используется для
следующей операции в ПЭ. Здесь возможность использовать это для следующей
операции после всех
n сдвигов или же после всех операций, когда пришли данные
очередного битового среза.
Регистр маски позволяет исключать некоторые разряды слов из обработки.
В РгО формируется также результат ассоциативной обработки всего массива, который,
например, может использоваться для маскирования некоторых слов ассоциативной
памяти при выполнении следующей команды УУ.
РгК содержит данные о ассоциативной
обработке. Например число с которым
сравнивается каждая ячейка.
Анализ всех n слов будет завершен для m тактов и не зависит от ячеек ОЗУ. Обработка
битовых срезов дает значительный выигрыш в быстродействии при n >> m.
Ассоциативный процессор реализует функционально-полную систему операций над
многозначными данными. Можно увидеть, что за m тактов выполняется сразу n
операций.
Ортогональные системы
В ассоциативных системах формат слова (данных) имеет два поля: поле данных и поле
тега. В поле тега находятся управляющие данные (тип, индекс и т.д.). Ассоциативной
обработке подвергается только поле тега. Поле данных обрабатывается традиционным
способом. Поиск требуемого слова (слов) осуществляется путем обработки битовых
срезов поля тегов. Возможен множественный отклик, когда
в регистре отклика несколько
разрядов содержат требуемые значения. УУ выбирает данные из поля данных и передает
их в АЛУ. Понятно, что в этом случае используется состояние регистра отклика.
Запись данных в АЗУ производится ассоциативно, т.е. безадресно. Это можно
осуществить следующим образом: если регистр компаранд совпал с содержимым ячейки,
то
эту ячейку можно назвать свободной или выделить какой-то разряд, что эта ячейка не
занята.
1 из разрядов тега используется для указания занятости ячейки. Сначало читается битовый
срез занятости, а потом осущесsтвляется запись, как в поле тега так и в поле данных. В
этом случае система ввода-вывода(СВВ) имеет
возможность адресного обращения к АЗУ.
Ассоциативные системы используются:
в кэш-памяти;
в памяти для обработки таблиц (машины баз данных);
в организации виртуальной памяти.
Пример АС: GoodYear Aerospace 70гг.
АЗУ имеет организацию 256 слов, а каждое слово имеет 256 бит.
ПЭ – 256, которые выполняют арифметико-логические операции.
Система передач между АЗУ и ПЭ позволяет перемещать
слова между ячейками, что
позволяет производить перегруппировку слов.
УУ работает по командам длиной 32 бита, хранящихся в специальной памяти объемом
32К слов.