Complex operations[edit]Engineers c

Complex operations[edit]
Engineers can design an arithmetic logic unit to calculate most operations. The more complex the operation, the more expensive the ALU is, the more space it uses in the processor, and the more power it dissipates. Therefore, engineers compromise. They make the ALU powerful enough to make the processor fast, yet not so complex as to become prohibitive. For example, computing the square root of a number might use:

Calculation in a single clock Design an extraordinarily complex ALU that calculates the square root of any number in a single step.
Calculation pipeline Design a very complex ALU that calculates the square root of any number in several steps. The intermediate results go through a series of circuits arranged like a factory production line. The ALU can accept new numbers to calculate even before having finished the previous ones. The ALU can now produce numbers as fast as a single-clock ALU, although the results start to flow out of the ALU only after an initial delay.
Iterative calculation Design a complex ALU that calculates the square root through several steps. This usually relies on control from a complex control unit with built-in microcode.
Co-processor Design a simple ALU in the processor, and sell a separate specialized and costly processor that the customer can install just beside this one, and implements one of the options above.
Software libraries Tell the programmers that there is no co-processor and there is no emulation, so they will have to write their own algorithms to calculate square roots by software.
Software emulation Emulate the existence of the co-processor. Whenever a program attempts to perform the square root calculation, make the processor check if there is a co-processor present and use it if there is one; if there is not one, interrupt the processing of the program and invoke the operating system to perform the square root calculation through some software algorithm.
The options above go from the fastest and most expensive one to the slowest and least expensive one. Therefore, while even the simplest computer can calculate the most complicated formula, the simplest computers will usually take a long time doing that because of the several steps for calculating the formula.

Powerful processors like the Intel Core and AMD64 implement option #1 for several simple operations, #2 for the most common complex operations and #3 for the extremely complex operations.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

การดำเนินงานซับซ้อน [แก้ไข]
วิศวกรสามารถออกแบบหน่วยคำนวณและตรรกะการคำนวณการดำเนินงานส่วนใหญ่ได้ ที่ซับซ้อนการ มีราคาแพงมากขึ้นเสริมอะลูมิเนียมเป็น พื้นที่ใช้ในการประมวลผล และใช้พลังงานมากก็ dissipates ดังนั้น วิศวกรประนีประนอม พวกเขาเสริมอะลูมิเนียมมีประสิทธิภาพพอที่จะทำให้ตัวประมวลผลที่รวดเร็ว ยังไม่ซับซ้อนเพื่อจะห้ามปรามได้ ตัวอย่าง คำนวณค่ารากที่สองของตัวเลขอาจใช้:

เสริมอะลูมิเนียมมีประเด็นซับซ้อนที่คำนวณค่ารากที่สองของจำนวนในเดียวขั้นตอน ออกแบบคำนวณในนาฬิกาเดียว
ขั้นตอนคำนวณออกแบบเสริมอะลูมิเนียมที่ซับซ้อนมากที่คำนวณค่ารากที่สองของจำนวนใด ๆ ในขั้นตอนต่างๆ ได้ ผลกลางผ่านชุดของวงจรที่จัดเช่นสายการผลิตโรงงาน เสริมอะลูมิเนียมสามารถยอมรับหมายเลขใหม่เพื่อคำนวณได้ก่อนมีเสร็จก่อนหน้า เสริมอะลูมิเนียมสามารถตอนนี้ผลิตตัวเลขความเร็วเที่ยว ALU เดียวนาฬิกา แม้ว่าผลลัพธ์เริ่มต้นไหลจากเสริมอะลูมิเนียมหลังจากการเริ่มต้นล่าช้าได้
เสริมอะลูมิเนียมคอมเพล็กซ์ที่คำนวณรากผ่านหลายขั้นตอนออกแบบคำนวณซ้ำได้ นี้มักจะอาศัยการควบคุมจากหน่วยควบคุมที่ซับซ้อนกับตัว microcode การ
บริษัทประมวลผลออกแบบเสริมอะลูมิเนียมง่ายในตัวประมวลผล และขายที่แยกเฉพาะ และค่าใช้จ่ายตัวประมวลผลที่ลูกค้าสามารถติดตั้งข้างนี้ และใช้หนึ่งในอ็อพชันข้างต้น
ซอฟต์แวร์ไลบรารีที่ มีตัวประมวลผลไม่ร่วม และมีไม่จำลอง โปรแกรมเมอร์ที่แจ้ง เพื่อจะได้เขียนอัลกอริทึมของตัวเองเพื่อคำนวณราก โดยซอฟต์แวร์
จำลองซอฟต์แวร์จำลองการดำรงอยู่ของตัวประมวลผลร่วมกัน เมื่อโปรแกรมพยายามทำการคำนวณราก ทำให้ตัวประมวลผลการตรวจสอบว่า ตัวประมวลผลร่วมนำเสนอ และใช้ถ้ามี ถ้าไม่มีหนึ่ง หยุดการประมวลผลของโปรแกรม และเรียกใช้ระบบปฏิบัติการเพื่อทำการคำนวณค่ารากที่สองผ่านอัลกอริทึมซอฟต์แวร์บาง.
ตัวเลือกไปได้เร็วที่สุด และแพงที่สุดกับช้าที่สุดและมีราคาแพงอย่างน้อยหนึ่ง ดังนั้น ขณะที่แม้ง่ายคอมพิวเตอร์สามารถคำนวณสูตรซับซ้อนมากที่สุด คอมพิวเตอร์ที่ง่ายที่สุดมักจะใช้เวลานานการทำเนื่องจากขั้นตอนต่าง ๆ สำหรับการคำนวณสูตร

ตัวประมวลผลที่มีประสิทธิภาพเช่น Intel Core และ AMD64 ใช้ #1 ตัวเลือกสำหรับการดำเนินงานได้หลาย #2 สำหรับการดำเนินงานที่ซับซ้อนมากที่สุดและ #3 สำหรับการดำเนินงานที่ซับซ้อนมากขึ้น

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

การดำเนินงานที่ซับซ้อน [แก้ไข]
วิศวกรสามารถออกแบบหน่วยตรรกะทางคณิตศาสตร์ในการคำนวณการดำเนินงานมากที่สุด ที่ซับซ้อนมากขึ้นการดำเนินงานที่มีราคาแพงกว่า ALU เป็นพื้นที่มากขึ้นจะใช้ในการประมวลผลและการใช้พลังงานที่มากขึ้นก็ว้าวุ่น ดังนั้นวิศวกรประนีประนอม พวกเขาทำให้ ALU ที่มีประสิทธิภาพพอที่จะทำให้การประมวลผลได้อย่างรวดเร็วและยังไม่ได้มีความซับซ้อนเพื่อที่จะกลายเป็นที่ต้องห้าม ตัวอย่างเช่นการคำนวณรากที่สองของจำนวนอาจใช้: การคำนวณในนาฬิกาเดียวการออกแบบที่ซับซ้อนเป็นพิเศษ ALU ที่คำนวณรากที่สองของจำนวนใด ๆ ในขั้นตอนเดียวท่อคำนวณการออกแบบที่ซับซ้อนมาก ALU ที่คำนวณรากที่สองของการใด ๆ ตัวเลขที่อยู่ในหลายขั้นตอน ผลกลางไปผ่านชุดของวงจรเช่นการจัดสายการผลิตโรงงาน ALU สามารถรับหมายเลขใหม่ในการคำนวณแม้กระทั่งก่อนที่จะเสร็จสิ้นการคนก่อนหน้า ALU ในขณะนี้สามารถผลิตหมายเลขเร็วที่สุดเท่าที่เดียวนาฬิกา ALU แม้ว่าผลลัพธ์ที่ได้เริ่มต้นที่จะไหลออกจาก ALU เท่านั้นหลังจากที่ล่าช้าเริ่มต้นการคำนวณซ้ำการออกแบบที่ซับซ้อน ALU ที่คำนวณรากที่สองผ่านหลายขั้นตอน นี้มักจะอาศัยการควบคุมจากหน่วยควบคุมที่ซับซ้อนที่มีในตัวเฟิร์มแวร่วมประมวลผลการออกแบบ ALU ง่ายในการประมวลผลและขายหน่วยประมวลผลเฉพาะและค่าใช้จ่ายแยกต่างหากที่ลูกค้าสามารถติดตั้งเพียงข้างเดียวนี้และดำเนินการอย่างใดอย่างหนึ่ง ตัวเลือกข้างห้องสมุดซอฟต์แวร์โปรแกรมเมอร์บอกว่าไม่มีร่วมประมวลผลและไม่มีการแข่งขันดังนั้นพวกเขาจะต้องมีการเขียนขั้นตอนวิธีการของพวกเขาเองในการคำนวณรากที่สองโดยซอฟต์แวร์จำลองซอฟท์แวเลียนแบบการดำรงอยู่ของผู้ร่วมประมวลผล เมื่อใดก็ตามที่โปรแกรมพยายามที่จะดำเนินการในการคำนวณรากที่สองให้ตรวจสอบประมวลผลว่ามีผู้ร่วมประมวลผลในปัจจุบันและใช้มันหากมีหนึ่ง; ถ้ามีไม่หนึ่งขัดขวางการประมวลผลของโปรแกรมและเรียกระบบปฏิบัติการเพื่อดำเนินการคำนวณรากตารางผ่านขั้นตอนวิธีซอฟต์แวร์บางตัวเลือกที่เหนือไปจากที่เร็วที่สุดและมีราคาแพงที่สุดในการอย่างใดอย่างหนึ่งที่ช้าที่สุดและมีราคาแพงอย่างน้อย ดังนั้นในขณะที่แม้แต่คอมพิวเตอร์ที่ง่ายสามารถคำนวณสูตรที่ซับซ้อนมากที่สุดคอมพิวเตอร์ที่ง่ายที่สุดที่จะมักจะใช้เวลานานในการทำที่เพราะหลายขั้นตอนสำหรับการคำนวณสูตรการประมวลผลที่มีประสิทธิภาพเช่น Intel Core และ AMD64 ใช้ตัวเลือก # 1 สำหรับหลายง่าย การดำเนินงานที่ 2 สำหรับการดำเนินการที่ซับซ้อนที่พบมากที่สุดและ # 3 สำหรับการดำเนินงานที่ซับซ้อนมาก

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ที่ซับซ้อนการดำเนินงาน [ แก้ไข ]
วิศวกรสามารถออกแบบคำนวณเลขคณิตหน่วยตรรกะมากที่สุดงาน ที่ซับซ้อนมากขึ้นการดำเนินงาน ยิ่งแพงขึ้นมา ยิ่งพื้นที่ที่ใช้ในการประมวลผล และยิ่งพลังมันหายไปแล้ว ดังนั้น วิศวกร ประนีประนอม พวกเขาให้ ALU ที่มีประสิทธิภาพเพียงพอที่จะทำให้หน่วยประมวลผลที่รวดเร็ว แต่ก็ไม่ซับซ้อนเหมือนจะห้ามปราม ตัวอย่างเช่นคำนวณรากที่สองของตัวเลขอาจใช้ในการคำนวณ :

เดียวนาฬิกาออกแบบเป็นพิเศษที่ซับซ้อน ALU คำนวณรากที่สองของจำนวนใด ๆในขั้นตอนเดียว .
ออกแบบอย่างซับซ้อน Alu ที่คำนวณรากที่สองของจำนวนใด ๆในท่อหลายขั้นตอนการคำนวณ ผลระดับกลางไปทางชุดวงจรจัดเรียงเหมือนโรงงานสายการผลิตALU สามารถรับตัวเลขใหม่เพื่อคำนวณก่อนมีคนก่อนหน้านี้แล้ว ALU สามารถผลิตตัวเลขเป็นอย่างรวดเร็วเป็น Alu นาฬิกาเดียว แม้ว่าผลลัพธ์ที่เริ่มไหลออกจาก ALU เพียงหลังจากการหน่วงเวลาเริ่มต้น .
ออกแบบซับซ้อน Alu ที่คำนวณรากที่สองผ่านหลายขั้นตอนการคำนวณซ้ำนี้มักจะต้องอาศัยการควบคุมจากชุดควบคุมที่ซับซ้อนที่มีในตัวไมโครโค้ด .
Co ประมวลผลออกแบบ ALU ง่ายในการประมวลผล และขายแยกเฉพาะและราคาแพงแบบที่ลูกค้าสามารถติดตั้งเพียงข้างหนึ่ง และใช้หนึ่งในตัวเลือกข้างบน
ห้องสมุดซอฟต์แวร์บอกโปรแกรมเมอร์ที่ไม่ จำกัด และโปรเซสเซอร์ ไม่มีการจําลองดังนั้นพวกเขาจะต้องเขียนขั้นตอนวิธีการของพวกเขาเองเพื่อคำนวณรากสแควร์โดยซอฟต์แวร์ .
การแข่งขันซอฟแวร์เลียนแบบการดำรงอยู่ของ Co ประมวลผล เมื่อโปรแกรมพยายามทำการคำนวณรากที่สองให้ประมวลผลการตรวจสอบถ้ามี Co ประมวลผลในปัจจุบันและใช้มันหากมีหนึ่ง ถ้าไม่ได้มีหนึ่งขัดจังหวะการประมวลผลของโปรแกรมและเรียกใช้ ระบบปฏิบัติการจะทำการคำนวณรากสแควร์ผ่านซอฟต์แวร์บางขั้นตอนวิธี .
ตัวเลือกข้างต้นไปจากที่เร็วที่สุดและราคาแพงที่สุดไปช้าที่สุดและอย่างน้อยราคาแพง ดังนั้น , ในขณะที่แม้แต่คอมพิวเตอร์ที่ง่ายที่สุดสามารถคำนวณสูตรที่ซับซ้อนมากที่สุดคอมพิวเตอร์ที่ง่ายที่สุด โดยปกติจะใช้เวลานานทำอย่างนั้นเพราะหลายขั้นตอนสำหรับการคำนวณสูตร

พลังโปรเซสเซอร์ AMD64 เช่น Intel Core และใช้ตัวเลือก# 1 หลายๆงาน# 2 ที่พบมากที่สุดที่ซับซ้อนการดำเนินงานและ# 3 สําหรับการดําเนินงานที่ซับซ้อนมาก