11.6. Методы увеличения быстродействия вычислительной машины

Для увеличения быстродействия вычислительных машин используется множество вариантов небольшого количества основных принципов. Ряд методов связан с использованием блоков сверхоперативной памяти, обычно представляющих собой ЗУ небольшой емкости, но весьма быстродействующие, определенным образом вводимые в структуру ЦВМ. Идея здесь в том, что при составлении программы следует предусмотреть выполнение большинства медленных операций с применением сверхоперативного ЗУ (если это возможно). Другой ряд методов увеличения быстродействия ЦВМ связан с распараллеливанием арифметических операций. Эта идея имеет много разновидностей, поскольку вся конструкция ЦВМ зависит от степени параллелизма. Кроме того, распараллеливание управления, ввода — вывода и арифметических операций дает возможность уменьшить число машинных циклов, необходимых Для выполнения данного алгоритма. К рассматриваемому типу распараллеливания относится перекрытие командных циклов с циклами поступления информации и с выполнением микропрограмм. Другой вид распараллеливания, при котором операции выполняются последовательно на одном потоке, называется поточной обработкой. Каждый новый отсчет начинает обрабатываться сразу же после окончания первой операции над предыдущим отсчетом, т. е. быстродействие системы значительно повышается.

Перечисленные идеи основаны на использовании в определенных блоках ЦВМ схемных элементов с соответствующими быстродействием и стоимостью. Согласование быстродействия элементов со структурой вычислительной машины является непременным условием правильного проектирования.