为了改进由于条件转移指令引起的流水线断续现象、减少条件转移指令造成的执行部件停顿时间,一般有哪几种措施?

题目

为了改进由于条件转移指令引起的流水线断续现象、减少条件转移指令造成的执行部件停顿时间,一般有哪几种措施?

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第1题:

条件转移指令的目标地址应在本条件转移指令的下一条指令地址的【 】字节范围内。


正确答案:-128~+127
-128~+127

第2题:

下列指令中,不属于程序控制指令的是(2)。

A.无条件转移指令

B.条件转移指令

C.中断隐指令

D.循环指令


正确答案:C
解析:程序控制指令用来改变程序原来的执行顺序。程序中需要改变执行顺序的原因主要有:循环执行一段程序;程序涉及决策问题,在不同条件的情况下做不同的事情;模块化程序执行时要靠程序控制指令来控制这些模块的执行顺序。程序控制指令主要包括:转移指令、跳跃指令和子程序调用与返回指令。

第3题:

●为了大幅度提高处理器的速度,当前处理器中采用了指令及并行处理技术,如超标量(Superscalar,)它是指 (1) 。流水线组织是实现指令并行的基本技术,影响流水线连续流动的因素除数据相关性、转移相关性外,还有 (2) 和 (3) ;另外,要发挥流水线的效率,还必须重点改进 (4) 。在RISC设计中,对转移相关性一般采用 (5) 方法解决。

(1) A.并行执行的多种处理安排在一条指令内

B.一个任务分配给多个处理机并行执行

C.采用多个处理部件,多条流水线并行执行

D.增加流水线级数,提高并行度

(2)~ (3) A.功能部件冲突

B.内存与CPU速度不匹配

C.中断系统

D.访内指令

(4) A.操作系统

B.指令系统

C.编译系统

D.高级语言

(5) A.猜测法

B.延迟转移

C.指令预取

D.刷新流水线重填


正确答案:C,A,C,C,B
【解析】为了大幅度提高处理器的速度,当前处理器中都采用了指令级并行处理技术,如超级标题就采用了用多个处理部件,多条流水线来并行执行指令,在超级标量处理机中配置了多个处理部件和指令译码,采取了多条流水线,还有多个寄存器端口和总线,可以同时执行多个操作,以并行处理桌提高计算机的速度。
流水线是实现指令并行的基本技术,其基本思想是将一条指令的全过程分为若干段,如取指、译码、取操作数、运算存结果等,每段由不同的功能部件来执行。当流水线各段工作都饱满时,才能达到最高效率。
计算机中不同指令的执行过程并不是规整统一的,有可能不同的指令在不同的操作中用到同一功能部件,使得流水线指令在同一时间访问同一功能部件,这就是功能部件冲突。此时,必然有指令要停下来,从而影响了流水线的效率。数据相关,即不同的指令要访问同一存储单元的数据,如果下一条指令的操作数地址是上一条指令保存结果的地址,那么取操作数的操作就要在保存结果的操作执行完成之后才能进行。在遇到条件转移指令时,当条件转移指令进入流水线后,直到下一地址确定之前,流水线不能继续工作而处于等待状态,这也要影响流水线效率。
中断系统工作也和转移情况类似,当中断发生时,要中止当前程序而转入中断程序,此时流水线也会中断。因此数据相关性、转移相关性、功能部件冲突和中断系统都是影响流水线连续流动的因素。好的编译系统产生的目标指令流可使流水线尽可能满负荷工作。所以,要充分发挥流水线效率,重点是改进编译系统。在精简指令系统计算机(RISC)中,若遇到成功的条件转移指令或无条件转移指令,流水线使预取的反映指令失效,从而浪费了机器周期,影响了流水线的效率。为了提高流水线工作效率,RISC一般将转移指令与其前面的一条指令对换位置,使成功的转移总是在紧跟的指令被执行之后发生,从而使预取的指令不作废,这就是延迟转移法。

第4题:

转移指令分为条件转移指令和无条件转移指令,条件转移指令的转移目的地址只能是短标号,即转移范围不能超过()字节。


正确答案:-128~+127

第5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,每步操作时间依次为60ns、100ns、50ns和 70ns。该流水线的操作周期应为(1)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),则得到的第一条指令 结果需(2)ns,完成该段程序需(3)ns。在流水线结构的计算机中,频繁执行(4)指令时会严重影响机器的效率。当有中断请 求发生时,采用不精确断点法,则将(5)。 空白(4)处应选择()

  • A、条件转移
  • B、无条件转移
  • C、算术运算
  • D、访问存储器

正确答案:A

第6题:

条件转移指令的不确定性往往会影响指令流水线的执行效率。为此,Pentium微处理器采取了指令预取和分支【 】技术,从而较好地解决了这一问题。


正确答案:执行
执行

第7题:

()包括条件转移指令、无条件转移指令、停止指令和复位指令。

A.运算指令

B.控制指令

C.传送指令

D.特殊指令


正确答案:B


第8题:

为了使程序能够在内存空间浮动,使用无条件转移指令时应选用

A.段内直接转移指令

B.段内间接转移指令

C.段间直接转移指令

D.段间间接转移指令


正确答案:A
解析:无条件转移指令用于将程序执行流程五条件转移到目标地址所指的位置再执行,段内直接转移有两种:段内直接短转移JMP SHORT 标号(SHORT是短距离转移,其转移范围相对于指令地址而言在-128B~+127B之间)。段内直接近转移JMP NEAR PTR 标号 (NEAR是近距离转移,其转移范围相对于指令地址而言在±32KB之间)。

第9题:

条件转移指令和无条件转移指令有什么不同?


正确答案:条件转移指令的位移量只允许8位,即目标地址应在本条转移指令的下一条指令地址的一128一+127个字节的范围之内,因此它只能实现段内转移;无条件转移指令则没有此限制,它能够实现段内和段间两种转移,段内转移可使用8位或16位位移量。

第10题:

试比较无条件转移指令、条件转移指令、调用指令和中断指令有什么异同?


正确答案: 无条件转移指令的操作是无条件地使程序转移到指定的目标地址,并从该地址开始执行新的程序段,其转移的目标地址既可以是在当前逻辑段,也可以是在不同的逻辑段;条件转移指令是在满足一定条件下使程序转移到指定的目标地址,其转移范围很小,在当前逻辑段的-128~+127地址范围内。
调用指令是用于调用程序中常用到的功能子程序,是在程序设计中就设计好的。根据所调用过程人口地址的位置可将调用指令分为段内调用(入口地址在当前逻辑段内)和段间调用。在执行调用指令后,CPU
要保护断点。对段内调用是将其下一条指令的偏移地址压人堆栈,对段间调用则要保护其下一条指令的偏移地址和段基地址,然后将子程序人口地址赋给IP(或CS和IP)。
中断指令是因一些突发事件而使CPU暂时中止它正在运行的程序,转去执行一组专门的中断服务程序,并在执行完后返回原被中止处继续执行原程序。它是随机的。在响应中断后CPU不仅要保护断点(即INT指令下一条指令的段地址和偏移地址),还要将标志寄存器FLAGS压入堆栈保存。

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