计算机系统结构三四章作业及答案

1、3.1简述管道技术的特点。(1)管道将一个进程分解为多个子进程，每个子进程作为其自己的功能部件实施。因此，管道实际上将一个大型处理功能部件分割为多个独立的功能部件，并依赖它们的并发操作来提高吞吐量。(2)管道各段的时间应尽可能相等。否则，可能会导致管道堵塞和破损。(3)管道中的每个功能部件前面必须有一个称为流寄存器的缓冲寄存器。(4)流技术适用于大量迭代计时过程，输入部必须持续提供工作，才能充分发挥管道的效率。(5)管道需要通过时间和清除时间。在这两个期间，管道都不是总工作量。3.2解决管道瓶颈的两种常见方法是什么？a:细分瓶颈段和设置瓶颈段迭代3.3命令行如下：50ns50ns100ns20

2、0ns1234(1)连续输入10个命令，以查找该管道的实际吞吐量和效率。(2)管道的瓶颈是什么？采取两种不同的措施消除这一瓶颈。连续输入10条指令时，给定的两条新管线的实际吞吐量和效率是多少？解决方案：(1)(2)瓶颈在第3，4段。n将成为8级管道(细分) n重复设置小部件123-13-24-14-24-34-43.4管线由四个段组成。在此，每当第三段流动时，必须循环一次该段，才能流动到第四段。如果每次经过所需的时间是t:(1)如果在管道输入端连续输入t小时，会发生什么情况？(2)此管道的最大吞吐量是多少？如果每2t输入一个任务，连续处理10个任务时，实际吞吐量和效率是多少？(3)如何随着时间

3、的推移提高管道的吞吐量？人连续处理10个任务的时候，其处理速度提高了多少？解决方案：(1)发生管道阻塞。第一个任务S1S2S3S3S4第二个任务S1S2斯塔尔S3S3S4第三个任务S1斯塔尔S2斯塔尔S3S3S4第四个任务S1斯塔尔S2斯塔尔S3S3S4(2)(3)重复零件设定吞吐量增长乘数=1.64t2ttt12345t3.5附加1，3，4，5段，乘以1，2，5段，2段时间2t，剩馀段的时间t，有5段动态多功能管线，可以直接从线路输出返回输入或准备到相应的线路寄存器中。现在，该管道计算时空打印，计算吞吐量、加速比和效率。解法：首先，必须选取适用于配管工作的演算法。对于此问题，必须先计算a1

4、B1、a2 B2、a3 B3和a4 B4。重新计算(a1 B1) (a2 B2)和(a3 B3)(a4 B4)；然后找到完整的结果。其次，绘制完成计算的时空图，如图所示。插图中的阴影部分指示段正在工作。如图所示，在18 t小时内提供了7个结果。所以吞吐量是：如果不使用管道，则一次求积需要3t，一次求积需要5t，因此上述7个结果都需要(45 33)t=29t。加速度比率为：这条管道的效率可以通过阴影区域的面积与5个分段的总时空区域的面积之比来得出。3.6在5段生产线处理器上，运行时间分别为t，完成任务需要9t，保留表如下：时间功能区段123456789S1尼姆尼姆S2尼姆尼姆S3尼姆尼姆尼姆S4

5、尼姆尼姆S5尼姆尼姆(1)绘制管道作业调度的状态转移图。(2)找出管道的最大调度策略和管道的最大吞吐量。(3)如果连续为每个最佳计划策略输入6个作业，则管道的实际吞吐量是多少？4.1矢量处理器的结构要求不同的三种矢量处理方法是什么？4.2如何提高矢量处理器的性能？使用4.3链接技术时，矢量命令必须满足哪些条件才能执行链接？在4.4 CRAY-l系统中，作为链接执行四个向量命令(相应的功能零件时间显示在括号中)。如果矢量寄存器和功能部件之间的数据传输需要1位，那么这条链路线的通过时间是多少？向量长度为64时，需要多少快照才能取得完整结果？V0存储(从存储中获得：7位)V2 v0 v1(矢量加：3快照)V3 v2 A3(按A3向左移动：4个快照)V5v3v4(矢量逻辑乘以：2快照)4.5卷处理器有16个矢量寄存器。其中，V0-V5具有向量A、B、C、D、E和F，向量长度为8，向量每个元素都是浮点数。加工部件使用两个单功能管道，附加功能部件时间为2夜，乘法功能部件时间为3夜。使用与CRAY-1类似的链接技术，首先计算(A B)C，然后在管道继续过程中计算(D E)F。