系統(tǒng)結(jié)構(gòu)第五章.

1、17.指令解釋方式中，指令分析部件指令分析部件_和_指令執(zhí)行部件指令執(zhí)行部件_任何時候都只有相鄰兩條指令在重疊解釋的方式稱為一次重疊?！?26頁】 7.靜態(tài)流水線是指( D )A.功能不能改變的流水線B.各段之間的連接是固定不變的流水線C.可同時執(zhí)行多種功能的流水線D.同時只能完成一種功能的多功能流水線19.流水線按處理的級別可以分為部件級,處理機(jī)級和系統(tǒng)級。17指令解釋方式中，指令分析部件和指令執(zhí)行部件任何時候都只有相鄰兩條指令在重疊解釋的方式稱為_。19CRAY-1采用_方式進(jìn)行向量的流水處理。 7非線性流水線的特征是（B ） A一次運(yùn)算中使用流水線中的多個功能段 B一次運(yùn)算中多次使用流水

2、線中的某些功能段 C流水線中某些功能段在各次運(yùn)算中的作用不同 D流水線的各功能段在不同的運(yùn)算中可以有不同的連接 17解釋一條機(jī)器指令的微操作可歸并成取指令、_分析_和_執(zhí)行_三個部分。 17.解決重疊和流水中操作數(shù)相關(guān)的兩種基本方法是_法和_猜測_法。 17.超標(biāo)量處理機(jī)利用資源重復(fù)實(shí)現(xiàn)并行處理，超流水線處理則著重開發(fā)_時間_的并行性。 7.指令間“一次重疊”是指( B ) A.任何時候只是“取指k+1”與“分析k”重疊 B.任何時候只是“分析k+1”與“執(zhí)行k”重疊 C.“取指k+2”、“分析k+1”與“執(zhí)行k”重疊 D.若“分析k+1”比“執(zhí)行k”提前結(jié)束，則“執(zhí)行k+1”可與“執(zhí)行k”重

3、疊 17.向量的流水處理方式有橫向(水平)處理、縱向處理方式和分組縱橫處理方式。 23.簡述程序的靜態(tài)再定位和動態(tài)再定位的含義及實(shí)現(xiàn)方法。 答：（答：（1）靜態(tài)再定位：在目的程序裝入主存時，）靜態(tài)再定位：在目的程序裝入主存時，通過調(diào)用裝入程序，用軟件方法把目的程序的邏通過調(diào)用裝入程序，用軟件方法把目的程序的邏輯地址變換成物理地址的方法稱為靜態(tài)重定位方輯地址變換成物理地址的方法稱為靜態(tài)重定位方法。（法。（2）動態(tài)再定位：在程序執(zhí)行時，通過地）動態(tài)再定位：在程序執(zhí)行時，通過地址加法器將邏輯地址加上基址寄存器的程序基點(diǎn)址加法器將邏輯地址加上基址寄存器的程序基點(diǎn)地址形成物理地址后進(jìn)行訪存的方法稱為動態(tài)

4、再地址形成物理地址后進(jìn)行訪存的方法稱為動態(tài)再定位定位 【134頁頁】 24.簡述流水線瓶頸子過程的概念。假設(shè)有一個3段的指令流水線如題24圖所示，畫圖說明消除流水線瓶頸子過程的兩種方法。 答:流水線中經(jīng)過時間最長的子過程稱為瓶頸子過程. 24.設(shè)指令由取指、分析、執(zhí)行和存結(jié)果四個子部件組成，每個子部件經(jīng)過時間均為t，連續(xù)執(zhí)行4條指令。請畫出在度m為3的超長指令字處理機(jī)上工作的時空圖。 25.簡述超流水線處理機(jī)提高指令級并行的方法和特點(diǎn)。 （1）在超流水處理機(jī)中，每個）在超流水處理機(jī)中，每個T仍只流出一條仍只流出一條指令，但它的指令，但它的T值小，一臺度為值小，一臺度為m超流水線處超流水線處理機(jī)

5、理機(jī)T只是基本機(jī)器周期只是基本機(jī)器周期T的的1/m。固此一條。固此一條指令需花指令需花k.m.T的時間，的時間，k為一條指令所含的枯為一條指令所含的枯朽機(jī)器周期數(shù)。只要流水線性能千里馬充分發(fā)揮，朽機(jī)器周期數(shù)。只要流水線性能千里馬充分發(fā)揮，其并行度就可達(dá)其并行度就可達(dá)m. (2)在公共的硬件上采用較短的時鐘周期，深度流在公共的硬件上采用較短的時鐘周期，深度流水來提高速度，需使用多項(xiàng)時鐘，時鐘頻率高達(dá)水來提高速度，需使用多項(xiàng)時鐘，時鐘頻率高達(dá)100MHz500MHz.沒有高速時鐘機(jī)制，超流水線沒有高速時鐘機(jī)制，超流水線處理機(jī)是無法實(shí)現(xiàn)的。處理機(jī)是無法實(shí)現(xiàn)的?！?56頁】 27.在一個4段的單功能流

6、水線處理機(jī)上需經(jīng)7拍才能完成一個任務(wù)，其預(yù)約表如下： 題27表 拍號n段號K 12345671234(1)分別寫出延遲禁止表F、初始沖突向量C，并畫出流水線狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖； (2)寫出流水線的最佳調(diào)度方案及對應(yīng)的最大吞吐率。129頁 27.若指令的解釋分取指、分析與執(zhí)行3個階段，每階段的時間相應(yīng)為t取指、t分析、t執(zhí)行。分別寫出采用以下解釋方式，執(zhí)行完100條指令所需時間的一般關(guān)系式；并計(jì)算當(dāng)t取指=5、 t分析=3、t執(zhí)行=2時的具體結(jié)果。 (1)順序方式； (2)僅“執(zhí)行k”，“分析k+1”，“取指k+2”重疊； (3)僅“執(zhí)行k”與“取指k+1”重疊。 解答：（1）延遲禁止表： F1，4，6

7、 初始沖突向量：C（101001） 流水線狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖： （2）流水線的最佳調(diào)度方案如下圖：此時流水線的最佳調(diào)試方案為：（2，3）,儘管按（3，2）調(diào)度平均延遲也為2.5拍，但實(shí)際流入奇數(shù)個任務(wù)時的實(shí)際吞吐率不如（2，5）方案小。 最大吞吐率為：Tpmax=1/2.5 有一個4段流水線(如題26圖所示。) 題26圖 其中，段S1和段S3的執(zhí)行時間均為200ns，段S2和段S4的執(zhí)行時間均為100ns。 (1)畫出連續(xù)處理4個數(shù)據(jù)的處理過程的時空圖； (2)求出流水線連續(xù)處理4個數(shù)據(jù)的實(shí)際吞吐率和效率。 31在一個5段的單功能流水線處理機(jī)上需經(jīng)9拍才能完成一個任務(wù)，其預(yù)約表如題31表所示： (1)分別寫出延遲禁止表F、初始沖突向量C，并畫出流水線狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖； (2)寫出流水線的最佳調(diào)度方案及對應(yīng)的最大吞吐率。 24設(shè)指令由取指、分析、執(zhí)行和存結(jié)果四個子部件組成，每個子部件經(jīng)過時間為t，連續(xù)執(zhí)行12條指令。畫出在度m為3的超流水線處理機(jī)上工作的時空圖。 26設(shè)有一條3段流水線，各段執(zhí)行時間依次為t、3t和t。 （1）分別計(jì)算連