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チューナブル・アーキテクチャ計算機システムにおけるチューニング過程について

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(1)

  MEMoms  OF  5▲ G▲ Ml IN餌T :丁叮1圏 OF  T]CHNOLOGT     Vo1

烈)

 No

1

1986

ー ナ

テ ク

算 機

シ ス テ ム

      

ニ ン

つ い

良 彰

岸 野

 覚

* *

門 倉

敏 夫

* *

ATuning

 

Process

 

in

 a 

Tunable

 

Archtecture

 

Computer

 

System

Yoshiaki

 

FuKAzAwA

, 

SatQru

 

Kls

且INo and  

Toshio

 

KADoKuRA

   

Atuning

 process in a tunable archtecture  computer  is described

   

We

 

have

 

designed

 a computer  system  with  tunable  archtecture

 

Main

 components  of this computer

are four AM  2903 

bit−

slice chips

 

The

 control  schema  of micro  

instructions

 

is

 

horizontal

type

 and   the length of each  instruction is 104 

bits.

   

Our

 tunable  algorithm  utilizes  an  execution  history of machine  

level

 instructions

 

because

 the

execution  history can  be regarded  as a property of the user program

 

In

 execution  

histories

 of similar programs ,  same   sequences   of  machine  

instructions

 must  appear

  Each  sequence  is synthesized  

into

 a

new  machine  instruction by means  of microprogramming

  In order  to select  new  machine  instructions

this algorithm  uses  not  only  the enlarged  amount  of necessary  control  storage  

but

 also the 

improvement

Of eXeCUtiOn  eMCienCy

1.

は じ め に   従 来の汎 用 計 算機は

広範囲の 問 題を平均 的な効 率で 実 行

処 理 するこ とを 目的 として設 計されて きた 。 とこ ろが

計 算 機

り高処 理 能 力 を 求 て きて い る。 こ の要 求に対 応 して

さ ま ざ ま な 専 用ア

キ テクチ ャを もつ 計算 機が開発さ れ てきた。 し か し なが ら

こ の ような専用ア

キテ ク チ ャ をもつ 計算機の性能 を十 分に発揮で ぎる応 用 問 題は限 られて い る のが 現 状

ある。 例 えば

,Floating

 

Point

 

Systems

社の

AP −120BD

リエ 変換を も ちい た応用問 題に対 し て し か優れ た性能を 示 さ ない 。  我々は汎 用 性 を 重 視し, 対 象 とする応 用 問題は限 定せ ず

同種の問題 が繰 り返し実 行される場 合に処理効 率が 向上 して い く計 算 機 シ ス テ ム 設 計し た シ ス テ ム は

機 械 語の 実 行 履 歴を解析し

まず

出 現 する命令列 すべ てを 1命令に 合 成し

その 中か ら適当な命令 (合成 * 情 報工 学 科   講 師  * * 早稲田大 学理 工 学 部  

1985

10

30

日受 付 命令) を選択 するこ とに よ り実 行 効 率の向 上をは か るも の で ある。   本論文で はチ ュ

ニ ン グのた めの ア ル ゴ リズ ムお よ び シ ミ

シ ョ ン に よ る結 果につ い て述べ る。

2

チ ュ

= ングの概 要と特 徴  プロ グ ラ ムが実 行された ときの機 械 語の 履歴は

処理 する問題の性であ ると考 え られ る。 そ して

同種の 問 題を 処 理する プロ グ ラム が 繰 り返 し実行される場 合

そ れらの実 行の履歴には, せ まい 範囲で見れ ばよく似た命 令 列が出 現し て い る と考えられ る。 こ の よ うな命 令 列 を 1つ の命令に合 成 し, 命 令セ ッ トに追 加 す れ ば, 実 行 効 率は向上 すると考え られる2) 。  本 シ ス テム では

合 成 を 行な う命令 列の対 象と し て

プロ ク と隣接 命令を考えて い る。  ブ ロ クと は

プ ロ グラ ムの制 御 フ 卩

に 注 目し て分 割さ れ た単 位である。 実 行の制 御は ブ ロ ッ クの先 頭命令 に渡 さ れ

ブロ クの最 後の 命 令は

制 御を他の ブ巨 ク に移 す。 本 シ ス テムでの ブロ ッ クは

般の コ ン パ イ ラ

(2)

相 模工 業 大 学 紀 要   第

20

巻   第

1

号 がオ ブ ジェ ク ト

ドの最 適 化を行な うときに使 用 す る基 本ブ 卩 クS) とほ とん ど同じ であ る。   隣 接 命 令とは

ブロ ッ ク内で続けて実 行 さ れる命 令の ペ ア の こ とであ る。  本 研 究 と目的 を 同じくする Abd

Alla らの 手法4)

プ巨 ラ ムのル

プ だけに注 目し て , これをマ イク ロ ・ プロ グ ラムで 合成し, 新しい 1 つ の 命 令にするこ とに よっ て, 実 行 効

の 向上 を目指 す もの である。 ま た

坂 村 らの 手 法S

6)IX

続 け実 行 さ れ る 出 現 頻 度 けに注 目す るもの で ある。   本チ

ュー

ニ ン グの特 徴は

隣 接 命 令とブ ロ クの出現 回数の他に 合 成

追 加 さ れ た 命 令に よっ て増 加 す る 制 御 記 憶の量 に も考 慮し

合 成された命 令の中か ら 適 当 な命 令 を 選 択 してい る点であ る。 これ に よっ て, 経 済的で効 率の 良い チ ュ

= ソ グを 可 能 と し てい る。 本チェ

ニ ン グ と 同 様の手 法 を 用い たチ ュ

ニ ング法の研究に坂村ら の 研 究T)あ る , 命 令の選択に用い る評価関 数の 求め 方が異なっ てい る。   本チ ュ

ニ ングを繰 り返し行な うこ と に よ り

対象と する問題に対 する機 械 語 レ ベ ル で の ア

キ テ ク チ ャ の是 非を考察する こ とも 可 能である。

3

シ ス テ ム の ハ

ドウェ ア構 成の

概略

 本シ ステ ム

ハー

ド ウェ ア は 既 存の マ イ クロ

プロ セ ッ サ (EP )

と, ビッ ト・ ス ラ イス ・ チ ッ プ

AM

 

2900

シ リ

ズe) マ イ ク ロ

プロ グラ ム 可 能 なプロ セ ッ サ (

MP

)か ら 構 成 されて い る。 これ を 図

1

に 示 す。  3

1. MP

の概 要   MP の

 

MP

の マ ク ロ ラ ム につ い て 以 下 にぺ る。  

3.

1.

1. MP

の構 成   MP は ALU 部, プロ グ ラム 制 御部, デ

タ パ ス 部,

1

0

イン タ

フ ェ

ス部

メモ リ制 御 部

制 御 記憶

主 記 憶か ら構 成さ れ てい る。 図2 に MP の構成 図を 示す。  

ALU

部は

4

個の ビッ ト

ス ラ イス

チッ プ

AM2903

で構成されて い る

タ パ ス部には

,16

ト の デ

タ バ スを

4

ト単 位で取 り出 すセ レ ク タ を 設 け, オペ ラソ ド圧縮を行なっ た命 令の実 行が 可能と な っ て い る プロ ラ ム制 御 部は プ ロ グ ラ

カ ウン タを 制御 する部 分で あ り

カ ウ ンタを

1

語 (

16

ビッ b) また は

2

語 増 減 するこ とが 可能で る。 制御 記 憶は書 き換え可能で あ      

1

μP可能な計 算機 (MP ) 

既 存の計 算 機 (EP )

       娼

         

1

   図 1 本シ ス テ ム の プ ロ セ ッ サ 構成 ADDRESS  BUS DATA  BUS DATAPATH 制御記 憶 主 記 憶 PCU [Pr。9ramCo 冂trolUnltI

   ,

マ イク囗

ド ALU 「

1

/0イ ン タ

フェ

ス メ モ リ制 御 図 2  MP の 構成 る。 マ イ クロ 。 プロ グ ラ ムは

タ バ ス

ドさ れる

制 御 記 憶の 1 語は 104 ピ ッ ト で あり

容量 は

2K

である。 デ

タパ ス部の構成 を 図

3

に示 す。  3

1

2

MP

のマ イ クロ

プログ ラム  マ イ クロ 命 令の形 式は間接水平型で あ り

,MP

の各 部 を柔 軟に 制 御 するこ と が 可能 である。 V イ ク ロ 命 令の フ

トを図4 に示 す。 また, 命 令フ ェ ッ チ, 命 令 デコ

オペ ラン ド ・ フ ェ ッ チ

命 令 実 行の 各フ ェ

ズ はすべ て マ ク ロ

プ ロ グラム で実現されて お り

プ ロ グ ラム の行 履 歴の 収 集 も

マ イ クロ

プロ グ ラムで 実 現して い る。

(3)

チ ュ

ナ ブル ・ア

キ テク チャ 計 算 機シ ス テム に おけるチュ

ニ ン グ過 程につ い て (深 沢 良 彰・岸 野   覚・門 倉 敏 夫 } DATA

 

BUS Z

Reg 16 16 ZO

Reg        Z1

Reg8 EX

Re9 16 トReg SELECTOR ALL 「

8

ZO

Reg    MICRO

INST

DE

Reg       MUX

 .

闇M 4       DB 日US 44 DA  BUS                        SELECTOR

      4       A

Port 図 3 デ

タ パ ス の構 成 B

Port

ExtraSelector  and  Decode  ControtALUData  PathProgram  ControlMemory  Control

103

96

95−91

90

ア877

−65

64−54

53

49

Control StrobesControl  BitStatusTestSeque 冖ce ControlNext  Addres5&l lmmediate

48

43 42

35 34

2625

20 19

16 15

O 図

4

マ イ ク ロ 命 令の フ ォ

マ ッ ト

4 . 本

シス テ ム の流 れ  本シ ス テ ム の 流れ を 図 5 に示す。 チ ュ

ニ ン グは 以 下 の手 順に 従っ て行なわれる。  (1> 対 象 と なる プロ グラム

EP

上 で

MP

に ク ロ ス

コ ソ パ イル, アセ ン ブル する。   (2)  生 成した オ ブジ ェ ク ト

プPt グラ ム を MP 用 の主記憶に ロ

ドし

実 行 する。  (3)  実行された機械語の ア ドレ ス が

,MP

の マ ク ロ

プロ ラ ム に よっ て

実 行 履歴 として 出 力 さ れる。   (4)  実 行 履 歴が解 析さ れ て隣 接命令

ブ ロ ッ クそ れ ぞ れの出 現回数を出 力 する。   (5) ア セ ン に 生成 され る情 報 と あ らか じめ設 定 されてい るマ イ

プロ グラ ム の ソ

スか ら

すべ て の隣 接命令

すべ の ブ ロ クに 対 して命 令合 成 が行 な わ れる。  (6) 出 現回数

制 御記憶の

実行時間の 向 上を 考 慮し た評価関 数 を 用い て 合 成 さ れ た 命 令の中から新 し く命令セ ッ ト に加え られるべ き機 械 語 が選択される。  (7) 選 択 さ れ た命令のた めの マ ク ロ

プ 卩 グ ラ ム を初 期 設 定 さ れて い る マ イ ク ロ

プ ロ グラム に 組み込 み

統合 さ れ たマ イ ク 卩 ・ プロ グ ラ ムを生 成 する

 (8)  命 令選択に よっ て選択された機械 語に関 する情 報は合成機 械語命令情報の

更 新部に渡されるQ

(4)

相 模工 業大学紀 要 第 20 巻 第 1 号 図 5 本シ ス テ ム の 流 れ  (9) 統合さ れ たマ クロ

ラ ム マ イ ク ロ ・ ア セ ン ブルで V イ ク ロ

プ ロ グ ラムの オ ブ ジ

ク ト

に ア セ ン ブル され,

MP

の制御記 憶に 卩

ドされ る。

 

(10) 次の 対象プロ グ ラムに つ いて (

1

)か ら繰り返 す。

5

. 本

シ ス テ ム の

成  本 シ ス テ ムは

コ ンパ

ア セ

履歴解 析部

命令合 成部

命 令選択 部

V

プロ グラ ム 統 合 部から構 成さ れ てい る。 以 下, 各 部に つ い て説 明 す るo   5

1.

 コンパイル部  コ ン パ イル

高 水に よっ て記 述 された プ ロ グラ ムを 入力と し

ブ ロ ク情 報を含ん だ MP 用 の 初 期アセ ン ブ リ言語を出力 する。 ブP ッ ク情 報はア セ ン ブ リ言 語の ラ ベ ル と して出 力 され る

 

機 械語の中にた に生成された命 令を 真に組 み 込 むに は

多機 種 用 の コ

生 成 系9) 利 用

合 成命 令 含ん だオ ブジ

ク ト・ コ

ド生 成 を 行 な う 望 ま い 。 し か し, 本シ ス テ ム が行 な う命令合 成で は

コ ソ パ イル結果をアセ ンブ リ言 語で 作 成し

ブ ロ を出 力するコ ン パ イラがあ れば

応の評価が 可能な た め, こ の ような 構 成 とし た。  

5・

2・

アセン ブル部  コ ン パ イル が生 成し たア セ ソ ブ リ言語プ ロ グラ ム

MP

用の オ ブジ ェ ク ト・ プ Pt グラ ム とし て 出 力 する  コ ン パ イル が生 成 するアセ ン ブリ言語は初期設 定 さ れ た命 令に 固 定 さ れてい る。 こ のた め

コ ン パ イル部 が 出 力 し たア セ ンブ リ言 語の プ卩 ラ ム合 成命 令使っ た プロ グラ ム に変更 す機 能を もっ て い る。

 

ま た

ア セ ンプル 部はプ ロ ク の先 頭ア ドレス

隣 接 命令, ブ ロ ッ ク, そし て ア ドレ ス と機 械語との対 応 表 を 出 力 する。  

5。

3.

履 歴 解 析部

 

履 歴 解析 部は

,MP

に よっ て実 行された機 械語の ア ド レ ス 実 行

ブロ ッ ク, ブ ロ ッ ク の 先 頭ア ドレ ス, 隣 接 命 令

そ し て ア ドレ と機 械 語を 入

ブロ 出現 隣 接令 出 現 回 数 を 出 力 す 。 ア ドレ ス と機 械 語との対 応 表は, ア ドレ ス とし て格納 さ れ て い る実 行 履 歴か ら機 械語 を得る た めに使わ れ る。   この アル ゴ リ ズ ム を 以 下に示 す。

do

 while (履 歴フ ァ イル が続く);  ア ドレ ス を 1つ り出 す;  

if

ア ドレ ス= ブロ ク の先 頭ア ドレ ス     then  こ の ブロ 出 現 回 1

こ の ア ド          レ ス か ら機 械 語を得て

隣接命令の初めの          命令とする ;    else 

do

     ア ドレ ス 1つ 取 り出し, こ の ア ドレ ス か ら機       械 語 を 得る;      

if

ア ドレ ス = ブロ ッ クの先 頭ア ドレ ス       then こ の ブロ ク 出 現回数を 1 増し

今得た

(5)

ュー

ナ ブル

キテ ク チャ計 算機シ ス テ ム に お ける チ ュ

ニ ン グ 過 程 につ い て (深 沢 良 彰・岸 野

 

門 倉敏 夫 )

   

機 械語は 隣接 命令の 初 め の 命令であると       する ; else

 

今 得た機 械語は隣 接 命 令のわ りの命 令と      し

その隣 接 命 令 出現回数を 1 増す;  end ; end ;  5

4

命令合成 部  命令 合 成部は プ 卩

隣 接 命 令

前 回の チ

ュー

ニ ン グで 得 られ たマ ク ロ

プ ロ グラ ム の ソ

入 力 と し

すべ ての ブ ロ ッ ク

すべ て の 隣 接命令に 対し て合成 さ れ たマ ク P

プロ グ ラ ム の ソ

を 出 力 するQ  命 令の 合 成は

デコ

の合 成

実 行 部の合 成の順 で行 な われ る。  デコ

の合成におい て は

合 成 され た 命 令の オペ コ

ド と

ドの 対 象 と なる命 令の オペ コ

ドとを 比 較 するQ こ の両 者 が

致し た場 合に は合 成 され た命令 の 実 行へ 制 御を移すように デコ

部 を合成す 。 し か し, デコ

ド部が合 成 さ れた段 階で は

合 成して い る命 令が命 令 選 択 部で合 成命 令として選 択 されるとは 限 ら な い ため

この命 令に対 する オペ コ

ドは

決 定 するこ と ができない。 従っ て

こ の決 定は 命 令 選 択 部で行なっ て い る。

 

実行 部の合 成は次の

2

つ の手 法の ど ち ら かに よっ て 行 なわれるD

 

(1) 命 令圧縮を行 なわず

命 令の フ ェ ッ チ

デコ

ドを減らす。  (2) 命 令 圧 縮を 行 ない

命 令の フ = ッ チ , デコ

オ ペ ラ ン ド

フ ェ ッ チ を減らす

 

(1)はマ ク ロ

プ ロ グラム の シ

ケ ソ サ命 令を 変 更 す るこ と に よ り実現 さ れる。 (2)は合 成の対 象と な る命 令 列に従 っ て, 種々 の 方法で行な われる。 (1)と(2) の例を 以下に示 す。

 

まず, (1)に よ る命令合 成の 例 を 示 す。 対象と な る命 令列と合 成された 命 令を

図 6に示 す。 (a)は デ n ス プ レ

ス メ ン ト DATA に イ ン デ ヅ ク ス レジ ス タ X2 の

DRLA

SYN1

6

値を 加 え

その値 を実 効ア ドレ ス とし

その ア ドレ ス の 内 容をレ ジ ス タ 1に ロ

ドす命 令である (b)は レジ ス タ

2

とレ ジス タ

3

の 内容を加え

その結 果格納場 所 が レ ジス タ 2 に なる 命 令 で る。 (c)は本シ ス テ ム に よっ て合 成された命 令で

(a)の 演 算と

(b)の演算を

1

命 令に よっ て行 な う もの で ある

シ ス テ ムは =

モ ニ ッ クと し て

こ こ では

SYN

 

1

を 与 えてい る。

 

(aに 対 するマ ク P 命令中 の シ

ケ ン サ 用命 令を SYN  1 の オ ン ド R2  R 3

ッ チする ため の サ LD  RI

 X2 DATA )   の実行 シ

ケン ス LD? NOYES   (デコ

ド) Displacement Address の決 定 Call Displacement     Fetch Routine Operand  Addre55 の 計 算 CalL Operand  Fetch

    Routine   Routine AR  R2

 R3   の実 行シ

ケン ス ド)    Routine

R1

, 

X2

(DATA )       

…_

(a ) R2

  R3        

……

b

 

R1

, 

X2

(DATA )

 R 2

 R 

3

 

…・

(c) 合 成対象の 命令 列と その合 成 命 令 〈手法 (1)〉 図 7LD 命令 と AR 命 令の実 行 シ

ケ ン ス     NOSYN    

YES (デコ

ド) ↓ Displacement Addre55 の決 定

Call Displacement Fetch Routine

 Operand  Addre55 の計 算

Call Operand  Fetoh Routine

     R1

〇perand Call Operand  Fetch Routine

   R2

匚R2P [R3]

Jump 命 令 Fetch Routine

一 一

冖 ,

. 一

       命 令Fe しch Routine LD 命令と 同じ R2

 

R3 の Fetch

 ,

図 8 手 法 (1)に よ り合成 さ れ た命 令 SYN  1      の実 行シ

ケ ンス

(6)

相 摸工 業 大 学紀要  第 20 巻   第 1 号 ブル

チ ン 。 コ

ル に更 し

こ の後に (

b

)に対 するマ イ クロ

ロ グ ラ ム を 結 合 し (c) を 実 行 すク ロ ・ プロ グラム が合成され るo (a)

b

}の 実行 シ

ケ ン ス を 図 7

(cの 実 行シ

ケ ン ス を図 8 に示す。  次に , (2)に よ る命令合 成の例を 示す。 対 象と な る命 令 列と合 成された命 令を 図

9

に 示 す。 対 象 と なる命令 列, (

d

f

)は レ ジス タ間で ロ

加 算, 減 算 を 行 な う命 令列で あ り

各々の結 果の格納 場 所で ある第

1

オペ ラ ン ドが 同

である と仮 定 する。 そこ で

不 必要なオペ ラン ド情報 の排 除 を 行 ない

オ ペ ン ドを 圧縮し た命令 を 合 成 する。

 

タパ ス の セ レ ク タはこの ような命 令を実 行す る た めに ある。 セ レ ク タ の機 能は オペ ラ ン ドをバ ヅ フ ァ リ ン グるレ ジス タ の 出 力をビ 単 位り出し,ALU へ 出 力 す

 

(d)にあた るv イ クロ の シ

ケ ンサ用 命 令がオペ RRR LAS R1 , 

R2

R1 ,

 

R3

Rl

, 

R4

 

d

…・

e

 f

SYN2

  R1

 R2

 

R3

 

R4

 

……

g

9

合 成 対 象の命令列と その 合 成 命 令 く手 法 (

2

)〉 LR Rl

R2 命 令の実 行       シ

ケン ス   Routine ARR1

R3 命 令の実行         シ

ケン ス   Reutine 図

11

 手 法 (

2

)に よ り合成 さ れ た命 令 SYN  2 の       実 行シ

ケ ン SRR1

R4 命 令の実 行 シ

ケン ス      NOSR ?    YES       (デコ

ド )

 

  一 一一一_一

    R

[Rl]

[R ]

Jum   命 令 Fetch Routinθ

一 一

一 一

_ 凾 辱一 一一 一

一 ●

  命 令 Feteh Ro凵t 図

10LR

命 令

 

AR

命令

 

SR

命令の 実 行

ケ       ン ス ラ ン ド・ フ ェ ヅ チのた めの サ ブル

チ ン呼び出 し に変 更 さ れ る。 これに よ り

SYN

 2 の オペ ラ ン ド R3 , R4 が バ フ ァ リン グレ ジス タ に ロ

され 。 (e)に対 する V イ クロ 。 プロ グラ ム中のセ レ クタ制 御命令は , オペ ラ ン 1 と し て

R3

を 取 り出 す 変 更 。 ま た

ケ ンサ用 命令は

次の マ イク Pt命 令 移 す命 令に変 更され る。 (

f

)に 対 してはセ レ クタ制 御 命 令が

(e)と同 様に

R4

を出 力 する よ うに更 される

 (d)

(e), (f)の 各 々の実 行シ

ケ ン ス を 図

10

(g) の実 行

ケ ンスを 図

11

に示す。  5

5

命 令 選 択 部

 

命 令選択部は ブ ロ ク出 現回数

隣接 命令出 現 回数

そして 成 されたマ クロ

ラ ムの ソ

ス を 入力 とし, 新しく命令セ ッ ト に加 えるべ き機 械 語と その 情 報, そ して その た め の マ イ クロ プロ グ ラム を 出 力 する。 選 択の ため の評価関 数は次にあげる

Fm

を 用い る。        

Fm =

7

諞μ

s

皿      m :ある隣接 命令ま た は

ある ブ 卩 ク    

Km

: m の 出 現 回 数    

ATm

:m に よ る実行時 間の 向上分

   riSm

 : m に よる 増 加 制 御 記 憶 分 (時 間に換 算)  

dTm

ASm

マ イ クロ

プ ロ グ ラ ム の ス テ ッ プ 数に 1マ クロ 命の実 行 時 間を乗 じて求め てい る。 こ れ は

時 間を動 的に調べ こ とが不可 能な ため で ある。

(7)

チ =

_

ナカ レ

キ テクチ 。計 算 機シス テ ム にお けるチ ・

ニ ン グ過程につ い て (深 沢良 彰

岸野 覚

門 倉敏刔 そこで

静的に正 確に わか らない 部 分 を 近 似し て求めて い る。 例えぽ

デ コ

時 間て ば

デコ

の マ ク ロ

ラ ム量の 半 分を時 間に換算し

ク ロ ・ プ卩 グラ ム

レ ベ ル での条 件 分 岐に対 し て は

最 悪 経 路 と最 良 経 路の和の 半 分の マ クロ 。 プロ グラ ム量 を 時 間に換 算 す るQ

 

命 令選 択の ア ル ゴ リズ ムを次に示 す。 隣接 命 令

ブロ クすべ て に対 して

Fm

= Km

ATmtdSnt を計 算する ;

do

 while (空 き制 御 記 憶 量>o);

 

空 き制 御 記憶量を補正 し ながら

Fm

が大 きな値を

 

もつ m か ら 順 に選 択 すべ き命 令の候補と する;

 

もし候補 と なっ た m がブロ ッ ク で か つ m に含

 

ま れ る 隣 接命 令ゴが すで に選 択 すべ 命 令の候 補

 

な ら

再び iに対 する評 価を や りな おす ; end ; 合 成 命 令の候 補に残っ て い る隣 接 命 令

ブ ロ ッ クを 合 成 命 令 と して選 択する; 1

     0

     0

0

     0

Uh

0

    1     2 3      4 チ ュ

ニ ング回 数  → 図 12 チ

=一

ニ ン グ の結果  最 終 的に , 選択された合 成 命 令に 1バ イ トの オ ペ コ

ドをあた える。 現 段階で は オペ コ

ドが 1パ イ トの 固 定 長 と なっ てい る ため

命 令の総 数が 256 をこ えた場 合

本ア ル ゴ リズム は終 了するQ   5

6

マ イクロ

ロヴ ラム統 合 部

 

ク P

プ ロ グ ラ ム 合 部は最 終 的に選 択さ れ た命 令の た めのマ クロ ・ プロ グラ ムを初期 命 令セ ッ ト のた め のマ イ ク ロ 。 プP グラ ム に 組 み 込 み

新 しい マ イク ロ

プロ ラ ム

る。

6

シ ミュ レ

シ ョ ン

結果

 

以 上の ア ル ゴ リズ ムに よ り

シ ミ

シ ョ ソで得ら れ た結果を図

12

に示 す。 対象と し た プロ グラ ムは

2

次 方 程 式の 解を求め るもの で ある。 ま た

シ ミ

,IBM

 

4341

シ ス テ ム

PL11

を 用い て作成されて い る。

 

こ こ では 1目の チ

ュー

ニ ン グに おい て

トを計 算する部 分が ブ ロ クと認められ

その他い くつ かの隣 接命 令が合成される。

2

回 目で は

い く ら かの合 成命 令 どう しも合 成 され てい る。

3

回 目の チ

ューニ

ン グで は

評 価関 数が 大 ぎな値を持っ た隣接命令が多 く見つ か っ た ため実行 時間比が大 き く減 少し てい る。 これは

命 令 合 成 の手法 (

2

)が有 効に使用された か らである。

7

お わ り に

 

本論文で は

繰り返 し実 行される同 種の問 題の動的 な 特 性 を機 械 語の行 履 歴とい う形でと ら え

これ を解 析 し個々 の命 令 列 をマ イ ク ロ ・ プロ ラムで 1つ の 新 しい 命 令に合 成 する。 そ し て, 合成し た命 令か ら新 しい 命令 として 適 当であると 評 価 さ れ た命 令を選 択するこ と に よっ て効 率の良い チ ュ

ニ ン グ を行な う方法を示 し た。 し か し

合 成されたマ ク 卩

プロ グラ ム の最適化を行 なっ てい ない こ と

本 シス テムの評価が不十 分であるこ と

現 在

1

バ イ トの固定長で あるオペ コ

ル ドまた は, 命 令全 体 を 可 変 長に し た場 合に本 シ ス テ ム は どの ように変 更され

どの程 度の効 果がら れる か を考 察するこ と

な どが今後の課題 として残 され てい る。 )

1

2

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参照

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