（可修改）计算机体系结构复习题(终极版).ppt

第三章 1、什么是动态流水线？ 答：指在同一时间内，多功能流水线中的各段可以按照不同的方式连接，同时执行多种功能的流水线。它允许在某些段正在实现某种运算时，另一些段却在实现另一种运算。 2、什么是静态流水线？ 答：指在同一时间内，多功能流水线中的各段只能按同一种功能的连接方式工作的流水线。当流水线要切换到另一种功能时，必须等前面的任务都流出流水线之后，才能改变连接。 答：吞吐率：在单位时间内流水线所完成的任务数量或输出结果的数量。 3、掌握流水线的性能指标的分析方法。 n：任务数 Tk：处理完成n个任务所用的时间 加速比：完成同样一批任务，不使用流水线所用的时间与使用流水线所用的时间之比。 假设：不使用流水线（即顺序执行）所用的间为Ts，使用流水线后所用的时间为Tk，则该流水线的加速比为 效率：流水线中的设备实际使用时间与整个运行时间的比值，即流水线设备的利用率。 当流水线各段时间相等时，流水线的效率与吞吐率成正比。 E=TP△t 流水线的效率是流水线的实际加速比S与它的最大加速比k的比值。 4、 设在下图所示的静态流水线上计算： 流水线的输出可以直接返回输入端或暂存于相应的流水寄存器中，试计算其吞吐率、加速比和效率。 (每段的时间都为△t) 解： ： C=(A1+B1)* (A2+B2)* (A3+B3)* (A4+B4) （1）选择适合于流水线工作的算法 先计算A1+B1、A2+B2、A3+B3和A4+B4； 再计算(A1+B1)×(A2+B2)和(A3+B3)×(A4+B4)； 然后求总的乘积结果。 （2）画出时空图 在18个△t时间中，给出了7个结果。 吞吐率为： 不用流水线，由于一次求和需6△t，一次求积需4△t， 则产生上述7个结果共需（4×6+3×4）△t = 36△t 加速比为： （3）计算性能 流水线的效率： 5、有一条动态多功能流水线由5段组成，加法用1、3、4、5段，乘法用1、2、5段，各段时间均为△t，而且流水线的输出可以直接返回输入端或暂存于相应的流水寄存器中。若在该流水线上计算: 试计算其吞吐率、加速比和效率。 解: C=(A1＋B1) ×(A2＋B2) ×(A3＋B3) ×(A4＋B4) (1) 选择适合于流水线工作的算法应先计算A1+B1、A2+B2、A3+B3和A4+B4； 再计算(A1+B1) ×(A2×B2) (A3+B3) ×(A4+B4)； 然后求总的结果。 (2) 画出时空图 (3) 计算性能 由图可见，它在14个△t时间中，给出了7个结果。所以吞吐率为： TP＝7／(14△t) 如果不用流水线，由于一次求积需3△t，一次求和需4△t，则产生上述7个结果共需（4×4+3×3）△t =25△t。所以加速比为： 该流水线的效率可由阴影区的面积和5个段总时空区的面积的比值求得： 6、流水线可以通过什么技术减少数据相关带来的暂停？ 答：流水线可以通过定向技术减少数据相关带来的暂停 7、流水线结构相关解决方法有哪些？ 答：流水线结构相关解决方法有插入暂停周期 、将指令存储器和数据存储器分离。 8、减少流水线分支损失的方法有哪些？ 答：减少流水线分支损失的方法有： （1）冻结或排空流水线 （2）预测分支转移失败 （3）预测分支转移成功 （4）延迟分支 9:、什么是结构冲突？ 答：计算机系统中流水线因一条指令读取操作数访存同时另一条指令需要执行取指令操作而发生的对存储器争用引起的冲突 。 10、什么是数据冲突？ 答：当一条指令需要用到前面某条指令的结果，从而不能重叠执行时，就发生了数据冲突相 11、什么是控制冲突？ 答：当流水线遇到分支指令与其后进入流水线之间存在的冲突时，就会发生控制冲突。 * * * * * * * * * 人武11计科复习 计算机系统结构 一、单项选择题：（10*2=20分） 二、填空题（ 10*2=20分） 三、名词解释（4*3=12分） 四、简答题：（3*6=18分） 五、分析计算题（4*5=20分） 六、综合应用题（1*10=10分） 第一章： 1、计算机系统的多级层次结构中微程序机器级、传统机器级的机器语言是什么？由什么方式实现？ 答： 微程序机器级的机器语言是微指令集，微程序一般是直接由硬件解释实现的。 传统机器级的机器语言是该机的指令集，程序可以由微程序