Файл: 1-337.pdf

Способ последовательных уступок.

 Все частные показатели нумеруются в по-

рядке их важности: наиболее существенным считается показатель

 а

важным —

 A

n

.

 Находится минимальное значение показателя

 A

1

 —

 min A

1

, (если нуж-

но найти максимум, то достаточно изменить знак показателя).3атем делается «ус-
тупка» первому показателю дельта

A

1

, и получается ограничение

 min A

,

 +

На втором шаге отыскивается

 min

 при ограничении  <

 min A

,

 +

 После

этого выбирается «уступка» для

 min

 +

 На третьем шаге отыскивается

min

 при ограничениях A,

 < min

 +

 АЛ,;

 <

 min

 +

 и т. д. На последнем

шаге ищут

 min А„

 при ограничениях

или в виде:

где

 = 1, 2, ...,

 п)

 — частные показатели, для которых желательно увеличение

численных значений, а

 1, 2,...,

 т)

 — частные показатели, численные значе-

ния которых нужно уменьшить. В частном случае критерий может быть представ-

лен в виде:

Наиболее популярной формой выражения (3.10)

 критерий цены эф-

фективного быстродействия

 на этом шаге вариант вычислительной машины и значения ее по-

казателей

 считаются окончательными. Недостатком данного способа

(критерия) является неоднозначность выбора

Отношение частных показателей.

 В этом случае критерий эффективности по-

лучают в виде:

. где

 S

 — стоимость,

 — среднее быстродействие

 критерия

 ха-

рактеризует аппаратные затраты, приходящиеся на единицу быстродействия.

Аддитивная форма.

 Критерий эффективности имеет вид:

Критерии эффективности вычислительных машин

сти

 S

 накладываются ограничения, то критерий эффективности ВМ принима-

ет вид:

152 Глава 3. Функциональная организация фон-неймановской ВM

где

 — положительные и отрицательные весовые коэффициенты част-

ных показателей. Положительные коэффициенты ставятся при тех показателях,
которые желательно максимизировать, а отрицательные — при тех, которые жела-
тельно минимизировать.

Весовые коэффициенты могут быть определены методом экспертных оценок.

Обычно они удовлетворяют условиям

Основной недостаток критерия заключается в возможности взаимной компен-

сации частных показателей.

Мультипликативная форма.

 Критерий эффективности имеет вид

где, в частном случае, коэффициенты  полагают равными единице.

От мультипликативной формы можно перейти к аддитивной, используя выра-

жение:

Критерий

 имеет тот же недостаток, что и критерий

Максиминная форма.

 Критерий эффективности описывается выражением:

Здесь реализована идея равномерного повышения уровня всех показателей за

счет максимального «подтягивания» наихудшего из показателей (имеющего ми-
нимальное значение).

У максиминного критерия нет того недостатка, который присущ мультиплика-

тивному и аддитивному критериям.

Нормализация частных показателей

Частные показатели качества обычно имеют различную физическую природу и
различные масштабы измерений, из-за чего их простое сравнение становится прак-

тически невозможным. Поэтому появляется задача приведения частных показате-

лей к единому масштабу измерений, то есть их нормализация.

Рассмотрим отдельные способы нормализации.

Использование отклонения частного показателя от максимального.

В данном случае переходят к отклонениям показателей, однако способ не уст-

раняет различия масштабов отклонений.

Использование безразмерной величины

Формула (3.18) применяется тогда, когда уменьшение

 приводит к увеличе-

нию (улучшению) значения аддитивной формулы критерия. Выражение (3.19)
используется, когда к увеличению значения аддитивной формулы критерия при-
водит увеличение Д.

Учет приоритета частных показателей

Необходимость в учете приоритетов возникает в случае, когда частные показате-

ли имеют различную степень важности.

Приоритет частных показателей задается с помощью ряда приоритета

 I

, векто-

ра приоритета

 и вектора весовых коэффициентов

Ряд приоритета представляет собой упорядоченное множество индексов част-

ных показателей

 I

= (1,2,...,

 Он отражает чисто качественные отношения доми-

нирования показателей, а именно отношения следующего типа: показатель Л, важ-
нее

 а показатель  важнее показателя  и т. д.

Элемент  вектора приоритета показывает, во сколько раз показатель  важ-

нее показателя

 — показатель, которому отведен номер

 q

 в ряду прио-

ритета). Если  и

 имеют одинаковый ранг, то

 Для удобства принимают

Компоненты векторов приоритета и весовых коэффициентов связаны между

собой следующим отношением

Зависимость, позволяющая по известным значениям  определить величину

 имеет вид:

Знание весовых коэффициентов позволяет учесть приоритет частных показа-

телей.

Контрольные вопросы

1. Какую функцию выполняет счетчик команд и какой должна быть его разряд-

ность?

2. Какое из полей регистра команд должно быть заполнено в первую очередь?
3. Какой адрес должен быть занесен в указатель стека при его инициализации?

4. Какими средствами компенсируется различие в быстродействии процессора

и основной памяти?

Контрольные вопросы 153

154 Глава 3. Функциональная организация фон-неймановской ВМ

5. На основании какой информации микропрограммный автомат формирует сиг-

налы управления?

6. Можно ли считать наличие регистров операндов обязательным условием рабо-

ты любого операционного блока?

7. Каким образом используется информация, хранящаяся в регистре признаков?

8. С каким понятием можно ассоциировать сигнал управления?
9. В чем состоит различие между микрокомандой и микрооперацией?

10. Какие существуют способы записи микропрограмм?
11. Перечислите основные правила составления граф-схемы алгоритма.
12.

 в предложенном языке микропрограммирования описывается разрядность

шины?

13. Какие варианты описания слова памяти допускает язык микропрограмми-

рования?

14. Описание каких видов микроопераций допускает рассмотренный в книге язык

микропрограммирования?

15. Что подразумевает понятие «совместимость микроопераций»?
16. Какие из этапов цикла команды являются обязательными для всех команд?
17. Какие узлы ВМ участвуют в реализации этапа выборки команды?

18. Местоположение какого из этапов цикла команды в общей их последователь-

ности в принципе может быть изменено?

19. На какой стадии выполнения команды анализируются запросы прерывания?

20. Опишите последовательность действий, выполняемых при поступлении запроса

прерывания.

21. Как обеспечивается возобновление вычислений после обработки прерывания?
22. Что понимается под номинальным и средним быстродействием ВМ?
23. Каким образом можно охарактеризовать производительность вычислительной

машины?

24. Перечислите и охарактеризуйте основные способы построения критериев эф-

фективности ВМ.

25. Какими способами можно произвести нормализацию частных показателей эф-

фективности?

Глава 4

Организация шин

Совокупность трактов, объединяющих между собой основные устройства ВМ (цен-

тральный процессор, память и модули ввода/вывода), образует

 структуру взаи-

мосвязей

 вычислительной машины. Структура взаимосвязей должна обеспечивать

обмен информацией между:

• центральным процессором и памятью;
• центральным процессором и модулями ввода/вывода;
• памятью и модулями ввода/вывода.

Информационные потоки, характерные для основных устройств ВМ, показа-

ны

 рис. 4.1.

Рис. 4.1. Информационные потоки в

 машине