1、设一条流水线的执行过程分成取指令、分析指令和执行指令三个阶段.pdf
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2023-08-24
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1、设一条流水线的执行过程分成取指令、分析指令和执行指令三个阶段，每个
阶段所需的时间分别为 t、 t 和 2t，分别求出下列各种情况下，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执行；
（ 3）取指令、分析指令和执行指令重叠执行；
2、有一条流水线如下所示
（ 1） 求连续输入 10 条指令，该流水线的实际吞吐率和效率；
（ 2） 该流水线的瓶颈在哪一段？请采取 2 种不同的措施消除此“瓶颈”。对于
你所给出的新流水线，计算连续输入 10 条指令时，其实际吞吐率和效率；
3、在改进的 DLX 流水线上运行如下代码序列：
LOOP: LW R1, 0(R2)
ADDI R1, R1, #
1
SW 0(R2), R1
ADDI R2, R2, #
4
SUB R4, R3, R2
BNEZ R4, LOOP
其中， R3 的初始值是 R2＋ 396。假设：在整个代码序列的运行过程中，所有的
存储器访问都是命中的， 并且在一个时钟周期中对同一个寄存器的读操作和写操
作可以通过寄存器“定向”。问：
（ 1） 在没有任何其它定向（或旁路）硬件的支持下，请画出该指令序列执行的
流水线时空图。 假设采用排空流水线的策略处理分支指令， 且所有的存储器访问
都可以命中 Cache，那么执行上述循环需要多少个时钟周期？
（ 2） 假设该 DLX 流水线有正常的定向路径，请画出该指令序列执行的流水线
时空图。 假设采用预测分支失败的策略处理分支指令， 且所有的存储器访问都可
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