第五章练习
1、描述计算机系统流水线的性能指标有哪些？其定义和定量表达式是什么？
指标主要有吞吐率、加速比、效率。

(1)吞吐率：在单位时间内流水线所完成的任务数量或输出的结果数量。

基本公式：TP=n/Tk，其中，n是任务数，Tk是处理完成n个任务所用的时间。

各个功能段执行时间均相等,输入连续n个任务的一条k段线性流水线的实际吞吐率为：TP=n/[(k+n-1) ∆t]
(2)加速比：完成一批任务，不使用流水线所用的时间与使用流水线所用的时间之比。

基本公式：S=T0/Tk，其中，T0为不使用流水线所用的时间，Tk为使用流水
线的执行时间。

各个功能段执行时间均相等的一条K段流水线完成n个连续任务时的实际加速比为：s=k*n*∆t/[(k+n-1) ∆t]=k*n/( k+n-1).
(3)效率：指流水线的设备利用率。

在时空图上，流水线的效率定义为n个任务占用的时空区与k个功能段总的时空区之比。

即：E=T0/(k*Tk)
各个功能段执行时间均相等,输入连续n个任务的一条k段线性流水线的效率为：E=n/(k+n-1)
2、假设某个流水线由4个功能部件组成，每个功能部件的执行时间都为∆t。

当
连续输入10个数据后，停顿5∆t，又连续输入10个数据，如此重复。

画出时空图，计算流水线的实际吞吐率，加速比和效率。

总时间：Tk=[（4+10-1）+2] *∆t*n =15n*∆t
实际吞吐率:TP=N/Tk=10n/(15n*∆t)=2/(3∆t)
不使用流水线所用的时间为T0=4*N*∆t =40n*∆t
加速比：S=T0/Tk=2.67
效率：E=T0/(k*Tk)=0.67。