计算机系统结构习题讲解.ppt

《计算机系统结构习题讲解.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、计算机系统结构习题讲解第3章流水线题3.11(1)①顺序执行方式T1=100*(++)②仅“执行k”和“取指k+1”重叠T2=+100+99*max{,}+t1t2t3t1取指k分析k执行k取指k+1分析k+1执行k+1取指k+2分析k+2执行k+2t2t1t3t3③“执行k”、“分析k+1”、“取指k+2”重叠T3=+max{,}+98*max{,,}+max{,}+取指k分析k执行k取指k+1分析k+1执行k+1取指k+2分析k+2执行k+2取指k+3分析k+3执行k+3t1t1t2t1t2t3t2t3t3(2

2、)已知==2,=,代入以上公式得T1=500,T2=401,T3=203(3)已知==5,=2,代入以上公式得T1=1200,T2=705,T3=510t1t2tt3ttttt1t3tt2tttt题3.12S1S21111S3S4222233334444555566667777888899991010101011112222TP=10/15=0.67/tttS=10*4/15=2.67ttE=(4*10)/(4*15)=0.67t题3.13S1S2S3S4tttt3试画出连续处理4个数据的处理过程时空图，并求出流水

3、线的实际吞吐率、加速比和效率。TP=4/15=0.267/ttS=24/15=1.6ttS1S2S3S4111111222222333333444444E=(6*4)/(15*4)=0.4tt（2）说明消除瓶颈段的两种方法。采取两种方法改造流水线，分别画出改造后的流水线和连续处理4个数据的时空图，并求出流水线的实际吞吐率、加速比和效率。消除流水线瓶颈段的两种方法是瓶颈段细分和瓶颈段并联。①采用瓶颈段细分的方法S1S2S3S41S42S43ttttttS1S2S3S41S42S43111111222222333333

4、444444tTP=4/9=0.444/ttS=24/9=2.67ttE=(6*4)/(9*6)=0.444tt使用瓶颈段并联方法改造流水线瓶颈段S4S1S2S3S43S41tttS42t3t3t3S1S2S3S41S42S43111111222222333333444444tTP=4/9=0.444/ttS=24/9=2.67ttE=(6*4)/(9*6)=0.444tt题3.14F=(A1+A2)+(A3+A4)+(A5+A6)+(A7+A8)+(A9+A10)123451+2=63+4=76+5=87+8=9

5、S1S2S3S411111222223333344444S55555566666777778888899999TP=9/21=0.429/ttS=9*5/21=2.143ttE=(9*5)/(21*5)=0.429tt题3.15S1S2S3S4（1）当流水线间隔连续流入对象时，会发生流水线阻塞t（2）最大吞吐率是TPmax=1/2=0.5/ttt连续流入10个对象，流水线的实际吞吐率为TP=10/(5+9*2)=0.435/tt连续流入10个对象，流水线的效率为E=(10*5)/(23*4)≈0.543tt（3）为

6、提高吞吐率，需要增设一个段S3与原来的段串联，从而消除瓶颈T=(5+9)=14ttTP=10/14≈0.714/ttE=(10*5)/(14*5)≈0.714tt题3.16（1）画出计算a×b×c×d用时最少的时空图，并求流水线的实际吞吐率、加速比和效率。S1S2S3111112222233333F=a×b×c×d121×2=3T=13tTP=3/13≈0.23/ttS=3*5/13≈1.154ttE=(3*5)/(13*3)≈0.38tt（2）采用瓶颈段细分方法改造尾乘段，画出实现同一计算的时空图，并求流水线的实

7、际吞吐率、加速比和效率。S1S21S311111S22S232222233333T=11tTP=3/11≈0.27/ttS=3*5/11≈1.364ttE=(3*5)/(11*5)≈0.27tt（3）采用瓶颈段并联方法改造尾乘段，画出实现同一计算的时空图，并求流水线的实际吞吐率、加速比和效率。T=11tTP=3/11≈0.27/ttS=3*5/11≈1.364ttE=(3*5)/(11*5)≈0.27ttS1S21S311111S22S232222233333题3.17F=(a1+b1)×(a2+b2)×(a3+b

8、3)+(a4+b4)12341*2=53*4=65*6=7S1S2S3S4S5S61111t222233334444555566667777TP=7/(15)tT=15tS=(7*4)/15≈1.867ttE=(7*4)/(6*15)≈0.31tt题3.18F=a1*b1+a2*b2+a3*b3+a4*b4+a5*b5+a6*b6+a7*b7+a8*b812