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上传时间: 2010-05-29
详细说明： 3.3 简述先行控制的基本思想。 答：先行控制是缓冲技术和预处理技术相结合的产物。缓冲技术是在工作速度不固定的两个功能部件之间设置缓冲器，用以平滑它们的工作。预处理技术是指预取指令、对指令进行加工以及预取操作数等。先行控制实现了多条指令的重叠并行执行，提高了处理及部件的利用率，大大加快了处理机的执行速度。 3.4 设一条指令的执行过程分为取指令、分析指令和执行指令3个阶段，每个阶段所需的时间分别为t、t和2t。分别求出下列情况下，连续执行N条指令所需的时间。 （1）顺序执行方式。 （2）只有“取指令”和“执行指令”重叠。 （3）“取指令”、“分析指令”与“执行指令”重叠。 解：（1）顺序执行方式 每条指令需要t + t + 2t = 4t，N条指令需要4Nt。 取指令i 分析指令i 执行指令i 取指令j 分析指令j 执行指令j （2）只有“取指令”和“执行指令”重叠。 N条指令需要4t + (N-1)3t = (3N+1)t （3）“取指令”、“分析指令”与“执行指令”重叠。 N条指令需要4t + (N-1)2t = (2N+2)t 3.5 简述流水线技术的特点。 答：（1）流水过程由多个相联系的子过程组成，每个过程称为流水 线的“级”或“段”。 （2）每个子过程由专用的功能段实现。 （3）各个功能段所需时间应尽量相等。 （4）流水线需要有“通过时间”，在此之后流水过程才进入稳定工作状态，每一个时钟周期(拍)流出一个结果。 （5）流水技术适合于大量重复的时序过程，只有在输入端能连续地提供任务，流水线的效率才能充分发挥。 3.6 解决流水线瓶颈问题有哪两种常用方法？ 答：(1) 细分瓶颈段； (2) 重复设置瓶颈段。 3.7 减少分支延迟的静态方法有哪些？ 答：(1) 预测分支失败的方法。 (2) 预测分支成功的方法。 (3) 延迟分支方法。 3.8 简述延迟分支方法中的3种调度策略的优缺点。 答： 调度策略 优点 缺点 从前调度 总是可以有效提高流水线性能 分支必须不依赖于被调度的指令 从目标处调度 分支转移成功时，可以提高流水线性能。 由于要复制指令，可能加大程序空间；如果分支转移失败，必须保证被调度的指令对程序的执行没有影响，可能需要复制被调度指令 从失败处调度 分支转移失败时，可以提高流水线性能 如果分支转移成功，必须保证被调度的指令对程序的执行没有影响 3.9 列举出下面循环中的所有相关，包括输出相关、反相关、真相关和循环相关。 for (i=2; i=100; i=i+1) a[i]=b[i]+a[i]; c[i+1]=a[i]+d[i]; a[i-1]=2b[i]; b[i+1]=2b[i]; 解：展开循环两次： a[i]=b[i]+a[i]； /*s1*/ c[i+1]=a[i]+d[i]； /*s2*/ a[i-1]=2*b[i]； /*s3*/ b[i+1]=2*b[i]； /*s4*/ a[i+1]=b[i+1]+a[i+1]； /*s1’*/ c[i+2]=a[i+1]+d[i+1]； /*s2’*/ a[i]=2*b[i+1]； /*s3’*/ b[i+2]=2*b[i+1]； /*s4’*/ 输出相关：无 反相关：无 真相关：s1与s2;(写后读) 由于循环引入的相关：s1与s3’(输出相关，反相关)、s4与s4’(真相关)、s4与s3’(真相关)、s4与s1’(真相关)、s2与s3’(反相关) 比如当i=2和3时，循环展开如下所示： a[2]=b[2]+a[2]； /*s1*/ c[3]=a[2]+d[2]； /*s2*/ a[1]=2*b[2]； /*s3*/ b[3]=2*b[2]； /*s4*/ a[3]=b[3]+a[3]； c[4]=a[3]+d[3]； a[2]=2*b[3]； b[4]=2*b[3]； ...展开收缩
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