• 有一个4段流水线(如题26图所示。) • 题26图 • 其中，段S1和段S3的执行时间均为200ns， 段S2和段S4的执行时间均为100ns。 • (1)画出连续处理4个数据的处理过程的时空 图； • (2)求出流水线连续处理4个数据的实际吞吐 率和效率。
• 31．在一个5段的单功能流水线处理机上需经9拍 才能完成一个任务，其预约表如题31表所示： • (1)分别写出延迟禁止表F、初始冲突向量C，并 画出流水线状态转移图； • (2)写出流水线的最佳调度方案及对应的最大吞吐 率。
• 27.在一个4段的单功能流水线处理机上需经 7拍才能完成一个任务，其预约表如下： • 题27表 • 拍号n段号K 12345671√√2√√3√√4√√(1)分 别写出延迟禁止表F、初始冲突向量C，并 画出流水线状态转移图； • (2)写出流水线的最佳调度方案及对应的最 大吞吐率。[129頁]
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7．非线性流水线的特征是（B ） A．一次运算中使用流水线中的多个功能段 B．一次运算中多次使用流水线中的某些功能段 C．流水线中某些功能段在各次运算中的作用不 同 • D．流水线的各功能段在不同的运算中可以有不 同的连接 • 17．解释一条机器指令的微操作可归并成取指令、 __分析___和___执行__三个部分。
• 25.简述超流水线处理机提高指令级并行的方法和 特点。 • （1）在超流水处理机中，每个△T′仍只流出一条 指令，但它的△T′值小，一台度为m超流水线处 理机△T′只是基本机器周期△T的1/m。固此一条 指令需花k.m.△T′的时间，k为一条指令所含的枯 朽机器周期数。只要流水线性能千里马充分发挥， 其并行度就可达m. • (2)在公共的硬件上采用较短的时钟周期，深度流 水来提高速度，需使用多项时钟，时钟频率高达 100MHz~500MHz.没有高速时钟机制，超流水线 处理机是无法实现的。【156页】
• 24．设指令由取 指、分析、执行 和存结果四个子 部件组成，每个 子部件经过时间 为t，连续执行12 条指令。画出在 度m为3的超流水 线处理机上工作 的时空图。
• 26．设有一条3段流水线，各段执行时间依 次为△t、3△t和△t。 • （1）分别计算连续输入3条指令和连续输 入30条指令时的实际吞吐率和效率。 • （2）将瓶颈段细分为3个独立段，各子段 执行时间均为At，分别计算改进后的流水线 连续输入3条指令和连续输入30条指令时的 实际吞吐率和效率。 • （3）比较（1）和（2）的结果，给出结论。
• 24.简述流水线瓶颈子过程的概念。假设有 一个3段的指令流水线如题24图所示，画图 说明消除流水线瓶颈子过程的两种方法。 • 答:流水线中经过时间最长的子过程称为瓶 颈四 个子部件组成，每个子部件经过时间均为Δt， 连续执行4条指令。请画出在度m为3的超长 指令字处理机上工作的时空图。
• 17.指令解释方式中，指令分析部件_和_指令执行部件_____任何时 候都只有相邻两条指令在重叠解释的方式称为一次重叠。【126页】 • 7.静态流水线是指( D ) • A.功能不能改变的流水线 • B.各段之间的连接是固定不变的流水线 • C.可同时执行多种功能的流水线 • D.同时只能完成一种功能的多功能流水线 • 19.流水线按处理的级别可以分为部件级,处理机级和系统级。 • 17．指令解释方式中，指令分析部件和指令执行部件任何时候都只有 相邻两条指令在重叠解释的方式称为__________。 • 19．CRAY-1采用__________方式进行向量的流水处理。
• 23.简述程序的静态再定位和动态再定位的含义及 实现方法。 • 答：（1）静态再定位：在目的程序装入主存时， 通过调用装入程序，用软件方法把目的程序的逻 辑地址变换成物理地址的方法称为静态重定位方 法。（2）动态再定位：在程序执行时，通过地址 加法器将逻辑地址加上基址寄存器的程序基点地 址形成物理地址后进行访存的方法称为动态再定 位 【134页】
• 17.解决重叠和流水中操作数相关的两种基本方法是 _____________法和_猜测_法。 • 17.超标量处理机利用资源重复实现并行处理，超流水线 处理则着重开发_____时间___的并行性。 • 7.指令间“一次重叠”是指( B ) • A.任何时候只是“取指k+1”与“分析k”重叠 • B.任何时候只是“分析k+1”与“执行k”重叠 • C.“取指k+2”、“分析k+1”与“执行k”重叠 • D.若“分析k+1”比“执行k”提前结束，则“执行k+1”可与 “执行k”重叠 • 17.向量的流水处理方式有横向(水平)处理、纵向处理方式 和分组纵横处理方式。
• 解答：（1）延遲禁止表： F＝{1，4，6} • 初始沖突向量：C＝（101001） • 流水线状态转移图：
• （2）流水线的最佳调度方 案如下圖：此時流水線的 最佳調試方案為：（2， 3）,儘管按（3，2）調度 平均延遲也為2.5拍，但實 際流入奇數個任務時的實 際吞吐率不如（2，5）方 案小。 • 最大吞吐率為： Tpmax=1/2.5
• 27.若指令的解释分取指、分析与执行3个阶段， 每阶段的时间相应为t取指、t分析、t执行。分别 写出采用以下解释方式，执行完100条指令所需 时间的一般关系式；并计算当t取指=5、 • t分析=3、t执行=2时的具体结果。 • (1)顺序方式； • (2)仅“执行k”，“分析k+1”，“取指k+2”重叠； • (3)仅“执行k”与“取指k+1”重叠。