Реклама

Наш канал:

Таненбаум Э.- Архитектура компьютера. стр.428

Мультимедийные операции довольно редко выполняются с 32-разрядными целыми числами. Связано это с тем, что изображения обычно строятся в цветовой модели RGB (Red, Green, Blue — красный, зеленый, синий) с 8-разрядными значениями пикселов красного, зеленого и синего цветов. При обработке (например, сжатии) изображения оно выражается тремя компонентами, по одному на каждый цвет (в пространстве RGB), или в логически эквивалентной форме (в пространстве YUV, которое мы обсудим далее). В любом случае, основной объем вычислений проводится для прямоугольных матриц 8-разрядных целых чисел без знака.

Для эффективной обработки таких матриц в TriMedia предусмотрены многочисленные специализированные операции. В качестве простого примера рассмотрим верхний левый угол матрицы 8-разрядных значений, сохраненной в памяти с прямым порядком следования байтов (рис. 8.4, а). Блок 4 х 4 в этом углу содержит 16 8-разрядных значений от А до Р. Предположим, что в результате транспонирования изображения получилась матрица, изображенная на рис. 8.4, б. Как достигается этот результат?

Транспонирование можно провести за 12 операций, каждая из которых загружает байты в новые регистры, после которых должно быть выполнено еще 12 операций, помещающих эти байты по назначению (отметьте, что четыре диаго нальных байта при транспонировании не перемещаются). Проблема в том, что эта схема требует 24 длинных и длительных операций, обращающихся к памяти.

Рис. 8.4. Матрица 8-разрядных элементов (а); транспонированная матрица (б); исходная матрица, перенесенная в четыре регистра (в); транспонированная матрица в четырех регистрах (г)

Есть и другой способ. Сначала выполняются четыре операции, каждая из которых загружает одно слово в четыре разных регистра — от К2 до 115 (как показано на рис. 8.4, в). Затем с помощью операций маскирования и сдвига четыре получившихся слова объединяются, и формируется желаемый результат (рис. 8.4, г). В конце слова сохраняются в памяти. Несмотря на значительное сокращение числа обращений к памяти (с 24 до 8), эффективность этого метода не высока из-за маскирования и сдвига — для извлечения и размещения всех байтов в нужных местах требуется слишком много операций.