系统结构第五章.

1、17.指令解释方式中，指令分析部件指令分析部件_和_指令执行部件指令执行部件_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_。19CRAY-1采用_方式进行向量的流水处理。 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

2、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。 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

3、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。 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：（答：（1）静态再定位：在目的程序装入主存时，）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辑地址变换成物理地址的方法称为静态重定位方法。（法。（2）动态再定位：在程序执行时，通过地）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

4、再地址形成物理地址后进行访存的方法称为动态再定位定位 【134页页】 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子过程. 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均为t，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。 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）在超流水处理机中，每个T仍只流出一条仍只流出一条指令，但它的指令，但它的T值小，一台度为值小，一台度为m超流水线处超流水线处理机

5、理机T只是基本机器周期只是基本机器周期T的的1/m。固此一条。固此一条指令需花指令需花k.m.T的时间，的时间，k为一条指令所含的枯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，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，时钟频率高达水来提高速度，需使用多项时钟，时钟频率高达100MHz500MHz.没有高速时钟机制，超流水线没有高速时钟机制，超流水线处理机是无法实现的。处理机是无法实现的。【156页】 27.在一个4段的单功能流

6、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 12345671234(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 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。 解答：（1）延遲禁止表： F1，4，6

7、 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 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。 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、3t和t。 （1）分别计算连