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[主观题]

设指令流水线由取指令、分析指令和执行指令3个部件构成，每个部件经过的时间为△t，连续流入12条指令

。分别画出标量流水处理机以及ILP均为4的超标量处理机、超长指令字处理机、超流水处理机的时空图，并分别计算它们相对于标量流水处理机的加速比。

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第1题

设指令流水线把一条指令分为取指、分析、执行3个部分，且3部分的时间分别是t取指=2ns，t分析=2ns，t执

行=lns，则100条指令全部执行完毕需（）。

A．163ns

B．183ns

C．193ns

D．203ns

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第2题

某指令流水线分为五级，分别完成取址（IF)、译码并取数（ID)、执行（EX)、访存（MEM)、写结果（WR)。设完成

某指令流水线分为五级，分别完成取址(IF)、译码并取数(ID)、执行(EX)、访存(MEM)、写结果(WR)。设完成各阶段操作的时间依次为90 ns、60 ns、70 ns、1 00 ns、50 ns。试问流水线的时钟周期应取何值？若第一条和第二条指令发生数据相关，试问第二条指令需推迟多少时间才能不发生错误？若相邻两条指令发生数据相关，而不推迟第二条指令的执行可采取什么措施？

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第3题

设某计算机有一个指令和数据合一的cache.已知cache的读写时间为10ns,主存的读写时间为100ns,取指的命中率为98%.数据的命中率为95%,在执行程序时,约有1／5指令需要取一个数据,并假设流水线从不阻塞,问设置cache后，与无cache比较,计算机的运算速度可提高到多少倍？

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第4题

假设指令流水线分取指（IF)、译码（ID)、执行（EX)、回写（WR)四个过程段，共有10条指令连续输入此流水线

假设指令流水线分取指(IF)、译码(ID)、执行(EX)、回写(WR)四个过程段，共有10条指令连续输入此流水线。 (1)画出指令周期流程。 (2)画出非流水线时空图。 (3)画出流水线时空图。 (4)假设时钟周期为100 ns，求流水线的实际吞吐量(单位时间执行完毕的指令数)。 (5)求该流水处理器的加速比。

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第5题

今有四级流水线，分别完成取指（IF)、译码并取数（ID)、执行（EX)、写结果（WR)四个步骤。假设完成各步操

今有四级流水线，分别完成取指(IF)、译码并取数(ID)、执行(EX)、写结果(WR)四个步骤。假设完成各步操作的时间依次为100 ns、100 ns、70 ns、50 ns。 (1)流水线的时钟周期应取何值？ (2)若相邻的指令发生数据相关，那么第二条指令安排推迟多少时间才能不发生错误？ (3)若相邻两指令发生数据相关，而不推迟第二条指令的执行，可采取什么措施？

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第6题

可改变程序执行顺序称为程序控制类指令。以下有关分支冒险和分支预测的叙述中，（)是正确的。

可改变程序执行顺序称为程序控制类指令。以下有关分支冒险和分支预测的叙述中，()是正确的。

A．程序控制类指令不会由于控制(分支)冒险而产生阻塞

B．每次进行简单(静态)预测的预测结果可能是不一样的

C．动态预测(根据分支指令历史记录进行预测)的成功率能达90％

D．如果预测错误，已取到流水线中的错取指令依然要在流水线中继续执行

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第7题

假设有4级流水线分别完成取指令、指令译码、执行运算、结果写回四步操作，完成各步操作的时间依次为1

00 ns、100 ns、80 ns、50 ns。试问：(1)流水线的操作周期应设计为多少？ (2)若相邻两条指令发生数据相关，而且在硬件上不采取措施，那么第二条指令要推迟多少时问进行？ (3)如果在硬件设计上加以改进，至少需推迟多少时间？

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第8题

RISC指令系统选取使用频度较高的一些________指令，复杂指令的功能由________指令的组合来实现。其

指令长度________，指令格式种类________，寻址方式种类________，只有取数／存数指令访问存储器，其余指令的操作都在寄存器之间进行，且采用流水线技术，大部分指令在________时间内完成。

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第9题

8086CPU是先有BIU取指令，然后EU再执行指令，所以说8086CPU的指令流水线是串行结构。（)

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第10题

在一台单流水线多操作部件的处理机上执行下面的程序，取指令、指令译码各需一个时钟周期，MOVE、ADD

和MUL操作各需要2个、3个和4个时钟周期。每个操作都在第一个时钟周期从通用寄存器中读操作数，在最后一个时钟周期把运算结果写到通用寄存器中。 K： MOVE R1，R0 ；R1←(R0) K+1： MUL R0，R2，R1 ；R0←(R2)*(R1) K+2： ADD R0，R3，R2 ；R0←(R3)+(R2) 画出指令执行的流水线时空图，并计算执行完3条指令共需要多少个时钟周期。

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