ARM9TDMI采用5级流水线：取指、（）、执行、（）和写回。

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第1题：

若指令流水线把一条指令分为取指、分析和执行三部分，且三部分的时间分别是指 t取指=2ns，t分析=2ns，t执行=1ns。则100条指令全部执行完毕需(38)ns。

A．163

B．183

C．193

D．203

正确答案：D
解析：流水线技术其实是一种任务的分解技术。把一件任务分解为若干顺序执行的子任务，不同的子任务由不同的执行机构负责执行，而这些机构可以同时并行工作。在任一时刻，任一任务只占用其中一个执行机构，这样就可以实现多个任务的重叠执行，以提高工作效率。假定有某种类型的任务，共可分成N个子任务，每个子任务需要时间t，则完成该任务需要时间是N×t。若以单独执行的方式完成k个任务，则共需时间k×N×t。若以流水线方式执行，则经过N×t时间第一个任务完成，再过t时间完成第二个任务，所以完成A个任务花费时间为：N×t+(k-1)×t=(N+k-1)×t①当k较大时，(N+A-1)t≌k×t。注意到题中将指令分为取指、分析和执行三个任务，取指时间为2ns，分析时间为2ns，执行时间为1ns，由于流水线的连续性，每个子任务需要时间t取2ns，k=100，N=3，代入公式①得：(3+100-1)×2=204，由于执行时间=1ns，则最后一条指令执行比计算值少2ns-1ns=1ns，故正确答案为204-1=203。

第2题：

假设每一条指令都可以分解为取指、分析和执行三步。已知取指时间t取指＝4△t，分析时间t分析＝3△t，执行时间t执行＝5△t。如果按串行方式执行完100条指令，需要(18)At。如果按照流水线方式执行，执行完100条指令需要(19)△t。

A．1190

B．1195

C．1200

D．1205

正确答案：C

第3题：

● 若每一条指令都可以分解为取指、分析和执行三步。已知取指时间 t取指＝4△t，分析时间t分析＝3△t，执行时间t执行＝5△t。如果按串行方式执行完100条指令需要（4） △t。如果按照流水线方式执行，执行完 100 条指令需要（5） △t。

（4）

A. 1190

B.1195

C. 1200

D.1205

（5）

A. 504

B. 507

C. 508

D. 510

正确答案：C,B

第4题：

某计算机系统采用5级流水线结构执行指令,设每条指令的执行由取指令( 2△t)、分析指令( 1△t)、取操作数(3△t)、运算(1△t).写回结果 (2△t)组成，并分别用5个子部件完成，该流水线的最大吞吐率为(请作答此空) ;若连续向流水线拉入10条指令，则该流水线的加速比为( ) 。

答案：B

解析：

第5题：

根据指令流水线的工作状态，流水线的工作阶段可分为

A.建立、满载和排空三个阶段

B.取指、译码和执行三个阶段

C.取指周期、间址周期和执行周期三个阶段

D.进入、执行和排出三个阶段

正确答案：B

第6题：

设指令由取指、分析和执行3个子部件完成；并且每个子部件的时间均为Δt。若采用度为4的超标量流水线处理机，连续执行12条指令，共需花费(3)Δt。

A．3

B．5

C．9

D．14

正确答案：B
解析：指令由取指、分析和执行3个子部件完成，n=3，且每个子部件的时间均为止Δt。若采用常规标量单流水线处理机(即该处理机的度m=1)，连续执行12条(k=-12)指令的时空图如图 2-12所示。执行这12条指令所需的总时间为：Tk=(k+3-1)Δt=(12+3)Δt=14Δt。

若采用度为4(m=4)的超标量流水线处理机，连续执行上述12条(k=12)指令的时空图如图2-13所示。

由图2-`13可知，执行这12条指令所需的总时间只需要5Δt。

第7题：

若指令流水线把一条指令分为取指、分析和执行3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______ns。

A．163

B．183

C．193

D．203

正确答案：D

第8题：

若每一条指令都可以分解为取指，分析和执行三步。已知取指时间t取指=8△t，分析时间t分析＝3△t，执行时间t执行＝12△t。如果按照流水线方式执行指令，从头到尾执行完 100条指令至少需(41) △t。如果取指时间t取指=8△t，分析时间t分析＝12△t，执行时间 t执行＝3△t，则从头到尾执行完100条指令至少需(42)△t。

A．1200

B．1223

C．1224

D．1211

正确答案：D

第9题：

若每一条指令都可以分解为取指、分析和执行三步。已知取指时间t取指=51.jpgt，分析时间t分析=21.jpgt，执行时间t执行=51.jpgt。如果按顺序方式从头到尾执行500条指令需（）△t。如果按照[执行]k、[分析]k+1、[取指]k+2重叠的流水线方式执行指令，从头到尾执行500条指令需（请作答此空）△t。

A.2492
B.2500
C.2510
D.2515

答案：C

解析：

顺序执行时，每条指令都需三步才能执行完，设有重叠。总的执行时间为：

在流水线执行时，所用的时间为：

重叠执行时间关系为：

第10题：

某计算机系统采用5级流水线结构执行指令，设每条指令的执行由取指令(4△t)、分析指令( 2△t)、取操作数(6△t)、运算(2△t) , 写回结果(4△t)组成,并分别用5个子部件完成,该流水线的最大吞吐率为( ) ;若连续向流水线拉入10条指令，则该流水线的加速比为(请作答此空)。

A. 1:10
B. 2:1
C.5:2
D. 3:1

答案：C

解析：

最大吞吐率Tpmax =1/max (T1，... Ti，.. Tm)，而其中, m是流水线的段数,是特定过程段执行时间。加速比(S)定义:不使用流水线所用的时间与使用流水线所用的时间比即为加速比。通常加速比大于1。(1) 使用流水线的时间T= (10-1) *6△t+(4+2+6+2+4) △t=72△t,指令条数=10。( 2 )不使用流水线的时间t0= ( 4+2+6+2+4) △t*10=180△t。加速比=90△t/36△t=5/2最大的时间段是3△t.因此最大吞吐率=1/3△t。

ARM9TDMI采用5级流水线：取指、（）、执行、（）和写回。

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