1、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)習(xí)1、從使用語言角度，可將系統(tǒng)按功能劃分為多層次機(jī)器級結(jié)構(gòu)，層次結(jié)構(gòu)分別是：應(yīng)用語言機(jī)器級、高級語言機(jī)器級、匯編語言機(jī)器級、操作系統(tǒng)機(jī)器級、傳統(tǒng)機(jī)器語言機(jī)器級和微程序序機(jī)器級。2、各機(jī)器級的實(shí)現(xiàn)主要靠翻譯和解釋或兩者結(jié)合進(jìn)行。翻譯是先用轉(zhuǎn)換程序?qū)⒏咭患墮C(jī)器級上的程序整個地變換成低一級機(jī)器級上等效的程序，然后再在低一級機(jī)器級上實(shí)現(xiàn)的技丕。解釋則是在低級機(jī)器上用它的一串語句或指令來仿真高級機(jī)器上的一條語句或指令的功能，是通過對高級的機(jī)器級語言程序中的每條語句或指令逐條解釋來實(shí)現(xiàn)的技術(shù)。3、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)機(jī)器級層次中指傳統(tǒng)機(jī)器級的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。4、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究的是軟、硬

2、件之間的功能分配以及對傳統(tǒng)機(jī)器級界面的確定，提供機(jī)器語言、匯編語言程序設(shè)計(jì)或編譯程序生成系統(tǒng)為使其設(shè)計(jì)或生成的程序能在機(jī)器上正確運(yùn)行應(yīng)看到的遵循的計(jì)算機(jī)屬性。5、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的屬性包括：數(shù)據(jù)表示、尋址方式、寄存器組織、指令系統(tǒng)、存儲系統(tǒng)組織、中斷機(jī)構(gòu)、系統(tǒng)機(jī)器級的管態(tài)和用戶態(tài)的定義和切換、機(jī)器級的I/O結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)各部分的信息保護(hù)方式和保護(hù)機(jī)構(gòu)等屬性。6、機(jī)器透明性：指相對于每一機(jī)器級設(shè)計(jì)人員，都客觀存在的功能或?qū)傩钥床坏降默F(xiàn)象，稱相對于此級設(shè)計(jì)人員來說，這此功能或?qū)傩允蔷哂型该餍裕赐该鞯摹?、計(jì)算機(jī)組成指的是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的邏輯實(shí)現(xiàn)，包括機(jī)器級內(nèi)部的數(shù)據(jù)流和控制流的組成以及邏輯設(shè)計(jì)等。它著

3、眼于機(jī)器級內(nèi)部各事件的排序方式與控制機(jī)構(gòu)、各部件的功能及各部件間的聯(lián)系。8、計(jì)算機(jī)組成設(shè)計(jì)要解決的問題是在所希望達(dá)到的性能和價格下，怎樣更好、更合理地把各種設(shè)備各部件組織成計(jì)算機(jī)，來實(shí)現(xiàn)所確定的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。9、當(dāng)前，計(jì)算機(jī)組成設(shè)計(jì)也要是圍繞提高速度.著重從提高操作的并行度、重疊度.以及功能的分散和設(shè)置專用功能部件來進(jìn)行的。10、計(jì)算機(jī)組成設(shè)計(jì)要確定的方面一般應(yīng)包括：數(shù)據(jù)通路寬路、專用部件的設(shè)置、各種操作對部件的共享程度、功能部件的并行度、控制機(jī)構(gòu)的組成方式、緩沖和排隊(duì)技術(shù)、預(yù)估預(yù)判技術(shù)、可靠性技術(shù)等。11、計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)指計(jì)算機(jī)組成的物理實(shí)現(xiàn)，包括處理機(jī)、主存等部件的物理結(jié)構(gòu)，器件的集成度和速度，器

4、件、模塊、插件、底板的劃分與連接，專用器件的設(shè)計(jì)，微組裝技術(shù)，信號傳輸，電源、冷卻及整機(jī)裝配技術(shù)等。它著眼于器件技術(shù)和微組裝技術(shù)，其中，器件技術(shù)在實(shí)現(xiàn)技術(shù)中起著主導(dǎo)作用。12、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的任務(wù)是進(jìn)行軟、硬件的功能分配.確定傳統(tǒng)機(jī)器級的軟、硬件界此13、軟、硬件取舍的三個基本原則是：第一個基本原則是應(yīng)考慮在現(xiàn)有硬、器件（主要是邏輯器件和存儲器）條件，系統(tǒng)要有高的性能價格比，主要從實(shí)現(xiàn)費(fèi)用、速度和其他性能要求來綜合考慮。第二個基本原則是要考慮到準(zhǔn)備采用和可能采用的組成技術(shù)，使它盡可能不要過多或不合理地限制各種組成、實(shí)現(xiàn)技術(shù)的采用。第三個基本原則是從“軟”的角度考慮如何為編譯和操作系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

5、以及為高級語言程序的設(shè)計(jì)提供更多更好的硬件支持放在首位。14、程序運(yùn)行的時間應(yīng)該是衡量機(jī)器時間（速度）性能最可靠的標(biāo)準(zhǔn)。15、計(jì)算機(jī)性能通常用峰值性能及拉續(xù)性能來評價。峰值性能是指在理想情況下計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可獲得的最高理論性能值，它不能反映出系統(tǒng)的實(shí)際性能。16、持續(xù)性能的表示有算術(shù)性能平均值、調(diào)和性能平均值和幾何性能平均值三種。17、算術(shù)性能平均是通常對系統(tǒng)執(zhí)行時間評價；調(diào)和性能平均值反映運(yùn)行全部程序所需的時間成反比，比較準(zhǔn)確地衡量計(jì)算機(jī)的時間（速度）性能；幾何性能平均值是對不同機(jī)器進(jìn)行性能比較時，可以對性能采取歸一化，即可以以某臺機(jī)器性能作為參考標(biāo)準(zhǔn)，讓其他機(jī)器的性能與參考標(biāo)準(zhǔn)去比，不論哪臺機(jī)

6、器作參考機(jī)，幾何性能平均值均能正確地反映出結(jié)果的一致性。18、計(jì)算CPU的程序執(zhí)行時間Tcpu有3個因素，即程序執(zhí)行的總指令條數(shù)IC、平均每條指令的時鐘周期數(shù)CPL主時鐘頻率fc。19、MIPS是指每秒執(zhí)行多少百萬條指令數(shù)。它與時鐘周期數(shù)CPI有關(guān)，CPI越少，MIPS就越高，一定程度上反映機(jī)器的性能越好。MIPS很大程度依賴于機(jī)器的指令系統(tǒng)，用它很難準(zhǔn)確衡量指令系統(tǒng)不同的機(jī)器之間的性能。因此MIPS只能用于比較相同機(jī)器指令系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)之間的性能。即使是同一臺機(jī)器，程序不同，其CPI也不同，其性能的差異會很大。其次MIPS還與機(jī)器硬件有關(guān)，如浮點(diǎn)運(yùn)算部件的機(jī)器，雖MIPS很低，但浮點(diǎn)運(yùn)算速度會

7、很高，而在軟件實(shí)現(xiàn)浮點(diǎn)運(yùn)算機(jī)器上，MIPS雖然很高，但浮點(diǎn)運(yùn)算速度可能很低。MFLOPS只能反映機(jī)器執(zhí)行浮點(diǎn)操作的性能，并不能反映機(jī)器的整體性能。20、簡述Amdahl定理答：系統(tǒng)中某一部件由于采用某種更快的執(zhí)行方式后整個系統(tǒng)性能的提高與這種執(zhí)行方式的使用頻率或占總執(zhí)行時間的比例有關(guān)。Told:沒有采用改進(jìn)措施前執(zhí)行某任務(wù)的時間Tnew:采用改進(jìn)措施后執(zhí)行某任務(wù)的時間Sp:加速比Fe計(jì)算機(jī)執(zhí)行某個任務(wù)的總時間中可被改進(jìn)部分的時間所占比例。rnew:改進(jìn)部分采用改進(jìn)措施后比沒有采用改進(jìn)措施的性能提高倍數(shù)。（部件加速比）21、程序訪問的局部性包括時間上和空間上的兩個局部性。22、什么是時間上的局部

8、性指最近將來要用到的信息很可能就是現(xiàn)在正在使用的信息，這是因?yàn)槌绦虼嬖谥h(huán)。23、什么是空間上的局部性指最近將來要用到的信息很可能與現(xiàn)在正在使用的信息在程序位置上是鄰近的，這是因?yàn)橹噶钔ǔＪ琼樞虼娣?、順序?zhí)行的，數(shù)據(jù)也通常是以向量、陣列、樹、表等形式簇聚地存放在一起。24、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的差異決定軟件的移植工作量，要實(shí)現(xiàn)軟件移植工量小，常采用三種方法來實(shí)現(xiàn)：統(tǒng)一高級語言、采用系列機(jī)、模擬和仿真。25、模擬是指仿真是指B機(jī)器的每條機(jī)器指令用A機(jī)器一段機(jī)器語言程序解釋，如同A機(jī)器上也有B機(jī)器的指令系統(tǒng)一樣，這種用機(jī)器語言程序解釋實(shí)現(xiàn)軟件移植的方法稱為模擬.進(jìn)行模擬的A機(jī)器稱為宿主機(jī)，被模擬的B機(jī)器稱為

9、虛擬機(jī).用微程序直接解釋另一種機(jī)器指令系統(tǒng)的方法就稱為仿真。進(jìn)行仿真的機(jī)器稱為宿主機(jī)，被仿真的B機(jī)器稱為目標(biāo)機(jī)。為仿真所寫的解釋程序稱為仿真微程序。26、多級存儲體系的采用是依據(jù)局部性原理_原理建立，且存儲速度提高，但存儲體價格下I27、B機(jī)上的每條指令都由A機(jī)上的一段微程序解釋執(zhí)行稱為仿堇28、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的任務(wù)是講行軟、硬件的功能分配.確定傳統(tǒng)機(jī)器級的軟、硬件界因。29、衡量浮點(diǎn)操作的指標(biāo)是MFLOPS,衡量指令執(zhí)行速度的指標(biāo)是MIPS。30、指令系統(tǒng)設(shè)計(jì)的兩大典型風(fēng)格是CISC口RISC31、克服流水中的瓶頸段的兩種方法是：瓶頸流水段的細(xì)分和瓶頸流水段的重復(fù)。32、流水線中出現(xiàn)的3

10、種相關(guān)是：結(jié)構(gòu)相關(guān)，數(shù)據(jù)相關(guān)，控制相關(guān)。33、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的差異決定軟件的移植工作量，避免軟件移植瓶頸，常采用三種方法來解決，三種方法是統(tǒng)一高級語言、采用系列機(jī)、模擬和仿真。34、向量的處理三種方式有：（1）橫向處理方法；（2）縱向處理方法；（3）縱橫向處理方法。35、處理器間采用單向環(huán)網(wǎng)時的互連函數(shù)是：PM2+0或PM2-0。36、以硬件為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)多Cache一致性方法有：寫作廢法、寫更新法、目錄表法。37、編址方式常分為三種，它們是隱含編址,獨(dú)立編址和統(tǒng)一編址。38、陣列處理機(jī)的基本結(jié)構(gòu)分為兩種：（1）分布式存儲器的陣列機(jī)；（2）共享存儲器的陣列如39、程序并行性相關(guān)性有三種，即數(shù)據(jù)相關(guān)、數(shù)據(jù)

11、反相關(guān)、數(shù)據(jù)輸出相關(guān)。40、有兩臺機(jī)器，它們對條件轉(zhuǎn)移指令的處理采用不同的設(shè)計(jì)方案：（1）CPUA采用一條比較指令來設(shè)置相應(yīng)的條件碼，由緊隨其后的一條轉(zhuǎn)移指令對此條件碼進(jìn)行測試，以確定是否進(jìn)行轉(zhuǎn)移。因此實(shí)現(xiàn)一次條件轉(zhuǎn)移要執(zhí)行比較和測試兩條指令。（2）CPUB采用比較和測試兩種能合在一條指令的方法，這樣實(shí)現(xiàn)條件轉(zhuǎn)移只需一條指令。假設(shè)在這兩臺機(jī)器的指令系統(tǒng)中，執(zhí)行條件轉(zhuǎn)移指令需2個時鐘周期，而其他指令只需1個時鐘周期。又假設(shè)CPUA中，條件轉(zhuǎn)移指令占總執(zhí)行指令條數(shù)20%。由于每條轉(zhuǎn)移指令都需要一條比較指令，所以比較指令也將占20%。由于CPUB在轉(zhuǎn)移指令中含了比較功能，因此它的時鐘周期就比CPUA

12、要慢10%。問CPUA和CPUB哪個工作速度要快些解設(shè)CPUA的時鐘周期長度為tA,CPUB的時鐘周期長度為tBCPIA=X2+X1=TcpuA=AXXtACPUB中由于沒有比較指令，轉(zhuǎn)移指令由原來占20%上升為20宗80%=25%它需要2個時鐘周期，而其余的75%指令只需1個時鐘周期，所以CPIB=X2+X1PUB中由于沒有比較指令，因此INB=XNAo又因tB=,所以TcpuB=INBXCPIBXtBNAXX=AXtA可見TcpuAvTcpuB,故CPUA比CPUB運(yùn)行得更快些。41、假設(shè)FPSQFB作占整個測試程序執(zhí)行時間的20%。改進(jìn)的一種方法是采用FPSQR硬件，使FPSQFB作的速

13、度加快到10倍。另一種方法是使FP指令的速度提高到2倍，F(xiàn)P指令占整個執(zhí)行時間的50%。比較兩個設(shè)計(jì)方案。解：分別計(jì)算出這兩種設(shè)計(jì)方案所能得到的加速比：To1Tn(1Fe)FeSeSFPSQR(10. 2)0. 21 1.220. 8210SFP10. 5(10.5)10. 751.3342、假設(shè)要將某一執(zhí)行部件改進(jìn)后速度提高10倍,改進(jìn)后被改進(jìn)部件執(zhí)行時間占系統(tǒng)總運(yùn)行時間的50%.問改進(jìn)后，獲得的加速比Sp是多少解：假設(shè)系統(tǒng)在改進(jìn)前后的執(zhí)行時間分別為To和Tn ,則1a = To / Tn = (1-Fe)+Fe/Se由(1)式得Tn = (1-Fe) + Fe/SeXT0根據(jù)題意：50%

14、Tn = (FeX To ) /10由(2)式-(1)式得50% Tn = ( 1 - Fe ) X ToFe =10XTne - 2 k°由(4)、(5)式可得Sp = To / Tn =(1)(2)(3)(4)(5)43、假設(shè)Cache的工作速度是主存的 5倍，且Cache被訪問命中的概率為 9。%.問:采用Cache 后，能使整個存儲系統(tǒng)獲得多高的加速比根據(jù)加速比的計(jì)算公式，SpTo ld avera geTmainTT R T , R .1 o 1 5 o 91 n ew_ a vera g e 1 ma in 'miss 1 Ca che、h it1 U. 15 D

15、3.5744、為提高某計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度，決定增加向量處理部件.此時處理向量的速度比其通常的運(yùn)算速度要快2o倍.現(xiàn)定義向量處理部件運(yùn)算的時間占總時間的百分比稱為可向量化百分比(1)求出加速比和可向量化百分比之間的關(guān)系解；由Amdahl定律知：20(1F)+(F/20)20-19米F(2)若要得到加速比為2,可向量化百分比是多少45、某計(jì)算機(jī)Cache能存放2ooo條指令.假設(shè)1o%的指令承擔(dān)了9o%時間的指令訪問，且知這1o%指令中每條指令的執(zhí)行時間相同.如果要執(zhí)行的某程序共5oooo條指令(，且已知其中的1o%是頻繁使用的.)問：當(dāng)計(jì)算機(jī)執(zhí)行該程序時，在Cache中能訪問到的指令會占多少百分比由

16、題意可知：45ooo條指令承擔(dān)1o%時間的指令訪問，5ooo條指令承擔(dān)9o%時間的指令訪問。顯然5ooo條指令被頻繁使用，設(shè)平均使用次數(shù)為X;另外45ooo條指令僅使用一次。則有：45ooo:=5oooX:解得X=81所以該程序執(zhí)行指令的條數(shù)為Y=45000+5000X81=450000假設(shè)頻繁使用的5000條指令均勻分布于程序之中，即每次調(diào)入Cache的2000條指令有200條是頻繁使用的。另假設(shè)每次調(diào)入Cache的2000條指令中的1800條均被使用了一次。所以執(zhí)行該程序時Cache中能訪問到的指令的概率為：(450000-(50000/2000)/450000100%46、數(shù)據(jù)表示指的是

17、能由機(jī)器硬件直接識別和引用的數(shù)據(jù)類型。47、自定義數(shù)據(jù)表示包括標(biāo)志符數(shù)據(jù)表示和數(shù)據(jù)描述符兩類；48、在指令系統(tǒng)設(shè)計(jì)、發(fā)展和改進(jìn)上，RISC采用：通過減少指令種數(shù)和簡化指令功能來降低硬件設(shè)計(jì)的復(fù)雜度，提高指令的執(zhí)行速度。49、在指令系統(tǒng)設(shè)計(jì)、發(fā)展和改進(jìn)上，CISC采用：進(jìn)一步增強(qiáng)原有指令的功能以及設(shè)置更為復(fù)雜的新指令取代原先由軟件子程序完成的功能，實(shí)現(xiàn)軟件功能的硬化。50、經(jīng)統(tǒng)計(jì)，某機(jī)器14條指令的使用頻度分別為：，,。分別求出用等長碼、啥夫曼碼、只有兩種碼長的擴(kuò)展操作碼等3種編方式的操作碼平均碼長解：等長碼：log214向上取整結(jié)果為4,即碼長為4哈夫曼編碼及擴(kuò)展操作碼編碼頻度哈夫曼編碼OP長

18、度擴(kuò)展碼OP長度頻率赫夫曼碼位擴(kuò)展碼OP長度000300031010051100150013001310101511010501030103101105110115011301131011151110051003100311110511101511031013111110611110511104110005111111611111514PJ=(+*3+*4+*5+*6=i1即哈夫曼碼操作碼平均碼長為；只有兩種碼長的擴(kuò)展操作碼：14Pili=*3+*5=i1即只有兩種碼長的擴(kuò)展操作碼平均碼長為51、流水線的表示法有三種：連接圖法、時空圖法、預(yù)約表法。52、定向技術(shù)法的基本思想：如果后續(xù)指令要使用

19、前面指令的運(yùn)算果值.則通過硬件專門電路將該運(yùn)算結(jié)果提前傳送到有關(guān)緩沖寄存器，使后續(xù)指令得以不停頓地進(jìn)入流水線。53、衡量流水線性能的主要指標(biāo)有：吞葉率、加諫比和效率。54、簡述軟、硬件取舍的三個基本原則答：第一個基本原則是應(yīng)考慮在現(xiàn)有硬、器件(主要是邏輯器件和存儲器)條件，系統(tǒng)要有高的性能價格比，主要從實(shí)現(xiàn)費(fèi)用、速度和其他性能要求來綜合考慮。第二個基本原則是要考慮到準(zhǔn)備采用和可能采用的組成技術(shù)，使它盡可能不要過多或不合理地限制各種組成、實(shí)現(xiàn)技術(shù)的采用。第三個基本原則是從“軟”的角度考慮如何為編譯和操作系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)以及為高級語言程序的設(shè)計(jì)提供更多更好的硬件支持放在首位。55、定向流水技術(shù)法的基本思

20、想答：如果后續(xù)指令要使用前面指令的運(yùn)算果值，則通過硬件專門電路將該運(yùn)算結(jié)果提前傳送到有關(guān)緩沖寄存器，使后續(xù)指令得以不停頓地進(jìn)入流水線。56、將下面程序改寫成不存在數(shù)據(jù)相關(guān)的形式Z=0DO10I=1,64X(I)=X(I)+Y(I)Z=Z+X(I)10CONTINUE答：Z=0DO10DO2010 I=1， 64D(I)=X(I)+Y(I)ONTINUE10 I=1， 64Z=Z+D(I)ONTINUE57、 答：簡述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)組成和計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的定義和相互關(guān)系 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)就是計(jì)算機(jī)的機(jī)器語言程序員或編譯程序編寫者所看到的外特性。所謂外特性， 就是計(jì)算機(jī)的概念性結(jié)構(gòu)和功能特性。 計(jì)

21、算機(jī)組成： 計(jì)算機(jī)組成是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括機(jī)器內(nèi)部的數(shù)據(jù)流的組成以及邏輯設(shè)計(jì)等。計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)： 是指計(jì)算機(jī)組成的物理實(shí)現(xiàn)。包括處理機(jī)、主存、等部件的物理結(jié)構(gòu)，器件集成度、速度、信號傳輸?shù)?。相同系統(tǒng)結(jié)構(gòu)， 可以有不同的組成； 一種組成可以有多種不同的實(shí)現(xiàn)方法； 采用不同的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)會使可以采用的組成技術(shù)產(chǎn)生差異；組成也會影響結(jié)構(gòu)。58 、 下列5 條指令組成的程序在一臺 3 段流水線處理機(jī)上執(zhí)行， 每一流水段上都有相關(guān)檢測和分解。這3個流水段是取指令I(lǐng)F、取操作數(shù)OF （一個或多個）、執(zhí)行EX （包括寫回）。程序中ACC為累加寄存器,請畫時時空圖說明：的調(diào)度方法。M 為存儲器。1），在程序執(zhí)行中所有

22、可能出現(xiàn)的相關(guān)情況,2 ）避免相關(guān)發(fā)生INCMVL STR ADD STAR0 ； R0( R0) +1ACC， R0； R1,ACC;ACC,R0 ;M,ACC ;ACC(ACC)*(R0) R1(ACC) ACC(ACC)+(R0)M(ACC)I1SUBR0， R0 ；R00I2LOADR1,#8;R1 向量長度 8I3Loop:LOADR2,A(R1) ;R2?A 向量的第1 個元素I4MULR2， R1；R2(R2)*(R1)I5ADDR0,R2;R0(R0)+(R2)I6DNER1 Loop;R1(R1)-1,若(R1)0 轉(zhuǎn)向 LoopI7STORE R0,M(x);保存結(jié)果每條指

23、令都要經(jīng)過“取指” 、 “譯碼”、 “執(zhí)行” 、 “寫結(jié)果” 4 個流水段，每個流水段延遲59、在一臺流水線處理機(jī)上執(zhí)行下面程序。都是 5ns。 但在 “執(zhí)行”每個流水段延遲流水段LS部件和ALU部件只能其中一個工作，其中LS部件完成LOAD和STORE耨ALU部件完成其他操作。這兩個操作部件的輸出端和輸入端有直接輸出通路相互切換連接，且ALU部件產(chǎn)生的條件碼也直接送入控制器。假定采用靜態(tài)分支預(yù)測技術(shù)，每次都預(yù)測轉(zhuǎn)移不成功。要求：（1）畫出指出指令流水線的時空圖（中間部分可省略，圖中可用指令序號表示）ALU 部件的使用效率。（2）計(jì)算流水線的吞吐率和加速比，并分別計(jì)算譯碼部件和解：時空圖如下：

24、IDIF13A： TTIDWBIDIF15fBLSIDIF16WBALEIDIFVLALUID¥B13IFIDLDVBIF5AI.UinIFlo吞吐率P n3559135- 118.644 106 任務(wù) /秒 59 5 109s加速比SToTk4 t 3559 t2.373 ,EID 1 35 t 14.831% , 4 59 t4 59 t8t 10.593% oEALU解；口)禁止向量為d % 6)沖突向量：用：進(jìn)制表示，長度是禁止向量的最大距離.沖突向量6(QCsCQjCQ突，由禁止向景5=Gi=C幣=1,其余位為。,沖突向量為c-(101010)0(2)畫出調(diào)度流水線的狀態(tài)圖

25、£工)由沖突向電構(gòu)造將C放到個MYi矍孫右移移位姓，與從嵇位次仃移陽0.川移位器中的世。初始沖突向量做,*按稅或*得到一個新的沖完向量.寸移位器移出1.小做任何處理.重復(fù)這個小疆.對產(chǎn)生的年一個新的紳突向at做同科處理。在初始沖臾向中和所«形成的沖宛向量之間,箭頭連j酊Him 101111 / I 當(dāng)小馨2. * 6倚.'53時移出位為1.表示m)這四用功臚離薊入游后巾； ,任先要就受沖突.不T ) i /地任何處理，當(dāng)右(M.3、5和大于粵F7亞時,移出也是0,收示用這小0動即圖輸入新亦料不幺發(fā)才葉突.(3)求流水線的最小啟動循環(huán)和最小啟動距離；(4)求平均啟動距

26、離最小的恒定循環(huán)。(5)按最小啟動距離調(diào)度任務(wù)時，有10個任務(wù)進(jìn)入流水，畫出時空圖，計(jì)算實(shí)際吞吐率。61、在一個5段的流水線處理機(jī)上需經(jīng)9拍才能完成一個任務(wù)，其預(yù)約表為：流水法tot1t2t3t4t5t6t7t8S1VVS2VVS3VVVS4VVS5VV分別寫出禁止表，沖突向量C；畫出流水線狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，求出最小平均延遲及流水線的最大吞吐率、調(diào)度方案。按此流水調(diào)度方案輸入6個任務(wù)，求實(shí)際吞吐率。解：1、禁止表F=(8,4,3,1),由禁止表可得出初始沖突向量：Q=(),然后運(yùn)算最優(yōu)調(diào)度策略是狀態(tài)有向圖：(2,5),流水線的最大吞吐率就是最優(yōu)調(diào)度策略的最大吞吐率，有TPmax=1/1TP =(2)

27、按最優(yōu)調(diào)戊策略策入6個任務(wù).流水線的實(shí)際吞葉率和加速比分別為:Q+5+2+5+2+9)225A/S號耳由圖327所示時空圖可見,8個任務(wù)在流水線中確實(shí)不發(fā)生段爭用沖突，6個任務(wù)的 執(zhí)行時間為25A/D由時空圖可計(jì)算出癱水線的效率為；E=6*11/5*125=62、向量流水處理的三種方式：1 .橫向處理方式，又稱為水平處理方式，橫向加工方式等。向量計(jì)算是按行的方式從 左至右橫向地進(jìn)行。2 .縱向處理方式，又稱為垂直處理方式，縱向加工方式等。向量計(jì)算是按列的方式自 上而下縱向地進(jìn)行。3 .縱橫處理方式，又稱為分組處理方式，縱橫向加工方式等。橫向處理和縱向處理相 結(jié)合的方式。4 3、向量鏈接技術(shù)：結(jié)果寄存器可能成為后繼指令的操作數(shù)寄存器，指令并行執(zhí)行，這種技術(shù)稱為兩條流水線的鏈接技術(shù)64、實(shí)現(xiàn)鏈接的條件(1)沒有向量寄存器沖突和運(yùn)算部件沖突。(2)只有第一個結(jié)果送入