求出流水线的最优调度策略及最小平均延迟时间和流水线的最大吞吐率。

问答题

在一个5段的流水线处理机上需经9△t才能完成一个任务，其预约表为：

求出流水线的最优调度策略及最小平均延迟时间和流水线的最大吞吐率。

参考答案：

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1.问答题 在一个5段的流水线处理机上需经9△t才能完成一个任务，其预约表为：

画出流水线任务调度的状态有向图。

参考答案：

2.问答题 在一个5段的流水线处理机上需经9△t才能完成一个任务，其预约表为：

写出流水线的初始冲突向量。

参考答案：根据初始冲突向量的构成方法，对预约表各行中打“×”的拍数求出差值，除去重复的后汇集在一起，即得到...

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3.问答题 有一条3个功能段的流水线如下图所示，每个功能段的延迟时间均为△t，但是，功能段S2的输出要返回到它自己的输入端循环执行一次。

可用什么办法来提高流水线的吞吐率，画出改进后的流水线结构。

参考答案：为提高流水线的吞吐率，可重复设置段S₂，并使两个段S₂串连在一起，从而消除瓶...

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4.问答题 有一条3个功能段的流水线如下图所示，每个功能段的延迟时间均为△t，但是，功能段S2的输出要返回到它自己的输入端循环执行一次。

求这条流水线能够正常工作的实际吞吐率、加速比和效率。

参考答案：

5.问答题 有一条3个功能段的流水线如下图所示，每个功能段的延迟时间均为△t，但是，功能段S2的输出要返回到它自己的输入端循环执行一次。

如果每隔一个△t向流水线连续输入任务，这条流水线会发生什么问题？

参考答案：每个任务在段S₂要反馈循环一次，执行时间为2Δt，其它各段的执行时间为Δt...

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6.问答题 有一条5个功能段的线性动态多功能流水线如图所示，其中1→2→3→5功能段组成加法流水线，1→4→5功能段组成乘法流水线，设每个功能段的延迟时间均相等为△t。用这条流水线计算F=，画出流水线时空图，并计算流水线的实际吞吐率、加速比和效率。

参考答案：

7.问答题 在一台单流水线多操作部件的处理机上执行下面的程序，每条指令的取指令、指令译码需要一个时钟周期，MOVE、ADD和MUL操作分别需要2个、3个和4个时钟周期，每个操作都在第一个时钟周期从通用寄存器中读操作数，在最后一个时钟周期把运算结果写到通用寄存器中。

画出指令执行过程的流水线时空图，并计算完成这3条指令共需要多少个时钟周期？

参考答案：由题意可认位该指令流水线由六个功能段取指、译码、取数、运一、运二和存数等组成，则程序指令执行过程的流水线时空图如下图所示...

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8.问答题 在一台单流水线多操作部件的处理机上执行下面的程序，每条指令的取指令、指令译码需要一个时钟周期，MOVE、ADD和MUL操作分别需要2个、3个和4个时钟周期，每个操作都在第一个时钟周期从通用寄存器中读操作数，在最后一个时钟周期把运算结果写到通用寄存器中。

在程序实际执行过程中，哪几种数据相关会引起流水线停顿？

参考答案：在程序实际执行过程中，二种数据相关会引起流水线停顿。一是“先写后读”相关，k指令对R1的写在程序执行开始后的第四个时钟；...

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9.问答题 在一台单流水线多操作部件的处理机上执行下面的程序，每条指令的取指令、指令译码需要一个时钟周期，MOVE、ADD和MUL操作分别需要2个、3个和4个时钟周期，每个操作都在第一个时钟周期从通用寄存器中读操作数，在最后一个时钟周期把运算结果写到通用寄存器中。

就程序本身而言，可能有哪几种数据相关？

参考答案：就程序本身而言，可能有三种数据相关。若3条指令顺序流动，则k指令对R1寄存器的写与k+1指令对R1寄存器的读形成的&ld...

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10.问答题某工作站采用时钟频率为15MHz、处理速率为10MIPS的处理机来执行一个测试程序。假定每次存储器存取为1个时钟周期。假定将处理机的时钟频率提高到30MHz，但存储器的工作速率不变，这样，每次存储器存取需要2个时钟周期。如果30％指令每条只需要一次存储器存取操作，另外5％指令每条需要二次存储器存取操作，假定测试程序的指令数不变，并与原工作站兼容，试求改进后的处理机的CPI。

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