Файл: Основы теории алгоритмов учеб. пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 24.10.2024

Просмотров: 100

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

 

 

58 -

 

 

 

 

 

 

Совместимыми будем называть

те операции множества

Go

,

которые'в

1-й машине реализуются одной командой.

 

 

 

 

Программно-совместимые - это те операции СК Go

,

ко­

торые в

1 -й машине, как правило,

представляются небольшой

 

программой. Эта программа прошивается в памяти столько раз,

 

сколько она встречается в программе алгоритма управления.

 

 

 

Подпрограмшо-совместимые -

это такие операции, которые

в

1-й матине реализуются через

подпрограшш. К таким опера­

циям относятся во многих случаях операции вычисления элемен­

 

тарных функций.

 

 

 

 

 

 

Несовместимой назовем ту операцию СК

Go ,

которая не

может быть реализована хотя бы на

одной из

W

YBM.

 

 

 

Таким образом, если в целом системы команд

tH УВМ не­

совместимы, однако относительно исходного алгоритма. они совмещаютоя, то такие системы команд будем называть совместимыми. Эффективность (2 .II) системы команд гипотетической маши­ ны оценивается только для совмещения операций. Все дальнейшие

рассуждения проведем для совместимой СК

.

*

Для совместимых операций характерным является то, что в

кортежи I машин (систола 2 .II) показатель

3

= 1 , для

программно- и подпрограымно-совыестимых этот показатель харак­

теризует число команд программы, реализующих заданную опера­ цию в СИ Gi .

Показатели л , д , к . г для совместимых опе­ раций могут быть легко вычислены из технических характеристик G L каждой “машины, а для црограшно- и подпрограммно-совмёо-

тймых операций - из программ* Для более удобного сравнения однозначных показателей

систему кортежей (2 .II) можно представить в виде исходной сис­ темы матриц однозначных параметров. При этом в матрице, описы­

вающей время реализации операций, каждый элемент должен быть приведен к норме

t j i M -

T j i t > ccl4

Z o Cjicck] >

 


- 59 -

где 'CoQuw'iJ- время реализации самой короткой операции среди всех команд машинного парка, система исходных матриц имеет ряд

 

Д ц

Д 21

• • • Д pi

 

Т л

Д IX Д 2 Х • • • А рх

 

 

Д ш Д гт • • ■ Д рт

(2.12)

I d

д а

(bi.

‘ ’ dpi

 

д и д и • • • С?рх

 

 

д т

дгт • • • дрт

 

 

Ки

Kit

• * * Kpi

 

I K Н- и

Н и • * ‘ Крг

 

 

Him

Кгт

• • * ^Рт

 

 

Za.

Zzi.

• • * Vpi

 

 

Ziz

%гь • *■ Vpi.

 

U

Vim Vzm • • * Vpm

В матрицах оистемы (2.12) каждая колонка описывает па­ раметры некоторой операции для различных машин, а каждая отро­ ка есть показатели различных операций для одной J®M. поэтому

некоторый показатель

алгоритма для С-й машины будет опреде­

лен И8 показателей

6

-й строки.

Элементы матриц

(2.12) представляют собой эффективность

операций гипотетической машины д не узд вд ш к Ш мнотократйое



- 60 -

повторение в алгоритме управления.

Для учета динамики этих операций в алгоритме управления

составим матрицу-строку

 

 

 

 

(

 

 

 

 

 

 

 

1 {

 

 

 

 

, ( j ~ 1 , 2 , . . . , р ) ,

 

где

-

чиоло

участков

]-й операции в

программе;

 

 

-

число

обращений к

j -й

операции в

программе.

Перевод исходных матриц (2.12) в оконечные производит­

ся путем -умножения

£ ji

на

 

i d

, a

Cji

 

- н а

T i

«Эле­

менты матриц

1 Д

и

I K

 

остаются без

изменения и соот­

ветствуют

элементам конечных матриц

А

и

К

.

 

3,

Перевод матрицы

 

I d

в оконечную

d

.

 

Элементы матрицы

 

 

 

cli.1

dl 2i

 

d (р1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

 

 

d u

с(гг

• ■ ' d f

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d m

d z m •••

d

рт

 

получаются в результате следующих преобразований.

 

1.

Для совместимых операций, признаком которых являет­

ся d^L

=

I , компонента

 

c j j t =

d j i .

 

 

 

2.

Для программно-

и подпрогрампно-совмеотимых операций

величина

d j t

зависит

от величины dji-

и ряда других

приз­

наков. Определим их.

Условно разобьем долговременную память машины на прог­ раммное и подпрограммяое поле. На программном поле будем на­

бирать основную программу вычислений и программы р

вхо­

да в подпрограмму. На подпрограммное! поле набираются только

подпрограммы

р

вычисления некоторых операций и програм­

ма

CJ,

- выхода из

подпрограммы.

 

 

При этом если

j -я операция L-й машины имеет длину

программы

d j t

и набирается на программном поле

раз,

jTo

загрузка памяти машины этой операцией определяется из

 

v


 

-

61

-

 

 

 

 

 

 

 

d j u ^ t

j i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2.13)

В

случае выполнения

д -й

операции в

виде программы

необходимо учесть, кроме показателей

д

 

и

V

основной

программы операции, еще показатели

<Эр

и

Хр

- программы

входа в подпрограмму - и показатели <Э<р

Vq,

 

- программы

Q

выхода из подпрограммы.

 

 

 

 

 

 

 

Показатели программ

р

и

CJ,

зависят

от

типа машины

и числа походных и оконечных результатов. В основном система команд машины содержит операции о одним входом по числу исход­

ных данных и одним выходом по числу результатов. В

связи

о

этим можно считать, что показатели dp ,

, d<j,

, ТТ^,

для

различных операций одной а

той же машины имеют соответственно

равные значения и не зависят от типа операвдй.

 

 

Таким образом, если

J -я операция выполнена в виде

подпрограммы, то загрузка этой операцией памяти машины опре­ делится из

 

d it* *■ diL + d p i

liL + dai, .

(2.14)

 

 

*

Г '

*

 

 

 

Из условия'

экономии памяти j -ю операцию будем наби­

рать на программам поле,

если выполняется неравенство

 

 

 

d j a ^ d i u .

 

(2 Л5)

 

При невыполнении (2.15)

|~ я

операция должна

быть выполнена

в виде

подпрограммы.

 

 

 

 

 

 

Подставив в (2.15) правые части из (2.13) и (2.14), по­

лучим,

что

 

-

 

V

 

 

 

d

O pi Cji +

 

 

 

; i

^

t j i

. (2 .i6 )

 

 

i

 

-

1

 

 

 

Таким образом, воли j -я операция имеет

d j't > i

и

она не совместима,

то признаком програмшо-оовмеотимооти будет