某四级指令流水线分别完成取指、取数、运算、保存结果四步操作。若完成上述操作的时间依次为8ns、9ns、4ns、8ns,则该流水线的操作周期应至少为( )ns。

题目
某四级指令流水线分别完成取指、取数、运算、保存结果四步操作。若完成上述操作的时间依次为8ns、9ns、4ns、8ns,则该流水线的操作周期应至少为( )ns。

A.4
B.8
C.9
D.33
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相似问题和答案

第1题:

●现采用4级流水线结构分别完成一条指令的取指、指令译码和取数、运算以及送回运算结果4个基本操作,每步的操作时间依次为60ns、100ns、50ns和70ns。该流水线的操作周期应为 (50) ns。若有一小段程序需要用20条基本指令完成(这些指令完全适合于在流水线上执行),则得到第一条指令结果需 (51) ns,完成该段程序需 (52) ns。在流水线结构的计算机中,频繁执行 (53) 指令时会严重影响机器的效率。当有中断请求发生时,若采用不精确断点法,则将 (54) 。

(50) A.50

B.70

C.100

D.280

(51) A.100

B.200

C.280

D.400

(52) A.1400

B.2000

C.2300

D.2600

(53) A.条件转移

B.无条件转移

C.算术运算

D.访问存储器

(54) A.仅影响中断响应时间,不影响程序的正确执行

B.不仅影响中断响应时间,还影响程序的正确执行

C.不影响中断响应时间,但影响程序的正确执行

D.不影响中断响应时间,也不影响程序的正确执行


正确答案:C,D,C,A,B
【解析】本题主要考查流水线技术。由流水线技术的基本特征可知,其平均时间取决于流水线耗时最长的操作,所以该流水线的操作周期为100ns。由题中条件可知,完成1条指令需要4个基本操作,每个操作需要1个周期,执行第1条指令时,还不能充分发挥流水线的技术优势,需要执行4个周期,才能得到第1条指令的运行结果,共需要400ns。由于采用流水线技术,从第1条指令的第2步基本操作开始,后续指令开始并行执行,可将20条指令的执行过程看作20段流水线,由于基本操作重叠执行,除第1条指令外,每条指令的执行可视为需要1个周期,所以总共需时间为:400ns+(20-1)×100ns=2300ns。
影响流水线性能的主要因素是执行转移指令和共享资源冲突。当流水线性执行转移指令时,会引起流水线的阻塞,因为在该转移指令完成之前,流水线都不能确定下一条指令的地址。
流水线计算机处理中断的方法有不精确断点法和精确断点法两种,采用不精确断点法,当发生中断后,计算机并不立即响应中断,而是先禁止指令再时入流水线,然后等待已在流水线中的所有指令执行完毕,才响应该中断。

第2题:

●现有四级指令流水线,分别完成取指、取数、运算、传送结果四步操作。若完成上述操作的时间依次为9ns、10ns、6ns、8ns,则流水线的操作周期应设计为(2)ns。 (2)

A.6

B.8

C.9

D.10


正确答案:D

第3题:

现采用四级流水线结构分别完成一条指令的取指、指令译码和取数、运算以及送回运算结果四个基本操作,每步操作时间依次为60ns,100ns,50ns和70ns。该流水线的操作周期应为(4)ns。若有一小段程序需要用20条基本指令完成(这些指令完全适合于流水线上执行),则得到第一条指令结果需(5)ns,完成该段程序需(6)ns。

(65)

A.50

B.70

C.100

D.280


正确答案:C

第4题:

某流水线浮点加法器分为5级,若每一级所需要的时间分别是6ns、7ns、8ns、9ns和 6ns,则此流水线的最大加速比为(8)。若每一级的时间均为7ns,则最大加速比为(9)。

A.2

B.4

C.4.5

D.5.2


正确答案:B

第5题:

现有四级指令流水线,分别完成取指、取数、运算和传送结果四步操作。若完成上述操作的时间依次为9ns、10ns、6ns、8ns,则流水线的操作周期应设计为______。

A.6

B.8

C.9

D.10


正确答案:D
解析:流水线技术平均时间取决于流水线中最慢的操作,所以流水线的操作周期应设计为时间最长的步骤的时间。

第6题:

试题(2)

现有四级指令流水线,分别完成取指、取数、运算、传送结果4步操作。若完成上述操作的时间依次为9ns、10ns、6ns、8ns,则流水线的操作周期应设计为 (2) ns。

(2)

A.6

B.8

C.9

D.10


正确答案:D

试题(2)分析
本题考查计算机流水线基本工作原理。流水线的基本原理是把一个重复的过程分解为若干个子过程,前一个子过程为下一个子过程创造执行条件,每一个过程可以与其他子过程同时进行。流水线各段执行时间最长的那段为整个流水线的瓶颈,一般的,将其执行时间称为流水线的周期。
参考答案
(2)D


 

第7题:

现有4级指令流水线,分别完成取指、取数、运算、传送结果4步操作。若完成上述操作的时间依次为9ns,10ns,6ns和8ns,则流水线的操作周期应设计为______ns。

A.6

B.8

C.9

D.10


正确答案:D
解析:由流水线技术的基本特征可知,其平均时间取决于流水线中最慢的操作,所以流水线的操作周期应设计为时间最长的步骤的时间。

第8题:

现有四级指令流水线,分别完成取指、取数、运算、传送结果4步操作。若完成上述操作的时间依次为9ns、10ns、6ns、8ns,则流水线的操作周期应设计为(2)ns。

A.6

B.8

C.9

D.10


正确答案:D
解析:本题考查计算机流水线基本工作原理。流水线的基本原理是把一个重复的过程分解为若干个子过程,前一个子过程为下一个子过程创造执行条件,每一个过程可以与其他子过程同时进行。流水线各段执行时间最长的那段为整个流水线的瓶颈,一般地,将其执行时间称为流水线的周期。

第9题:

现有四级指令流水线分别完成取指、取数、运算、传达结果四步操作。若完成上述操作的时间依次为9ns、10ns、6ns、8ns,则流水线的操作周期应设计为______ ns。

A.6

B.9

C.8

D.10


正确答案:D
解析:流水线周期即为执行时间最慢的子任务的执行时间。

第10题:

现采用4级流水线结构分别完成一条指令的取指、指令译码和取数、运算以及送回运算结果4个基本操作,每步的操作时间依次为60ns、100ns、50ns和70ns。该流水线的操作周期应为(50)ns。若有一小段程序需要用20条基本指令完成(这些指令完全适合于在流水线上执行),则得到第一条指令结果需(51)ns,完成该段程序需(52)ns。在流水线结构的计算机中,频繁执行(53)指令时会严重影响机器的效率。当有中断请求发生时,若采用不精确断点法,则将(54)。

A.50

B.70

C.100

D.280


正确答案:C

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