第八章 CPU的结构与功能.ppt

四、流水线性能 1. 吞吐率：单位时间内 流水线所完成指令或输出结果的数量。 n：任务数 Tk：处理完成n个任务所用的时间 2. 加速比S： m 段的 流水线的速度 与等功能的 非流水线的速度 之比。 Ts：顺序执行所用的时间 Tk：使用流水线后所用的时间 由于流水线有 建立时间 和 排空时间 因此各功能段的 设备不可能 一直 处于 工作 状态 流水线中各功能段的 利用率 3. 效率 mΔt 3 1 2 4 5 3 1 2 4 5 3 1 2 4 5 3 1 2 4 5 … … … … … … … … … … … … n-1 n n-1 n n-1 n n-1 n T时间 S空间 空间 S4 S3 S2 S1 (n-1) Δt 流水线各段处于工作时间的时空区 流水线中各段总的时空区 效率 = m(m + n -1) Δt = mnΔt 1.各段时间均相等的流水线 2.各段时间不相等的流水线 1、在CPU中，跟踪后继指令地址的寄存器是（ ）。 A.指令寄存器 B.程序计数器 C.地址寄存 D.状态条件寄存器 2、CPU主要包括（ ）。 A.控制器 B.控制器、 运算器、cache C.运算器和主存 D.控制器、ALU和主存 3、指令周期是指（ ）。 A.CPU从主存取出一条指令的时间 B.CPU执行一条指令的时间 C.CPU从主存取出一条指令加上执行这条指令的时间 D.时钟周期时间 4、指令寄存器的作用是（ ）。 A.保存当前指令的地址 B.保存当前正在执行的指令 C.保存下一条指令 D.保存上一条指令 5、计算机操作的最小单位时间是______。 A．时钟周期；　　B．指令周期；　C．CPU周期；D．中断周期 6、假设寄存器R中的数为200，主存地址为200和300的存储单元中存放的内容分别是300和400，若访问到的操作数为200，则所采用的寻址方式为(??????)。 A.立即寻址#200?????????????????? ?B.寄存器间接寻址(R) C.存储器间接寻址(200)????????????????D.直接寻址200 7、指令格式是指令字用二进制代码表示的结构形式，通常由 ____字段和 ____字段组成。 8、从指令系统的角度看，当前的计算机指令系统结构分为_______ _和_____ _两大类 9、形成指令地址的方法称为指令寻址，通常是 ?寻址，遇到转移指令时 寻址。 10、RISC指令系统的最大特点是：只有 指令和 指令访问存储器，其余指令的操作均在寄存器之间进行。 1、衡量流水线性能的主要指标有：　　、　　和　　三个。 2、某型计算机系统的微处理器的主频为100MHZ，四个时钟周期组成一个机器周期，平均三个机器周期完成一条指令，则它的机器周期为(?????)ns。 A.40??????????????B.50 C.80??????????????D.100 3、当连续处理的任务数远远大于流水线的段数时，流水线的加速比接近于　　　　。 A.连续处理的任务数 B.流水线的段数 C.时钟周期　 D.最大吞吐率 4、采用流水方式后的工作速度与等效的顺序串行方式的工作速度之比称为　　　　　。 A、最大吞吐率　 B、实际吞吐率 C、加速比　 D、效率 5、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.9 D.10 6、CPU从主存取出一条指令并执行该指令的时间叫 A ，它通常包含若干个 B ，而后者又包含若干个 C。 7、若流水线把一条指令分为取指、分析和执行三个部分，且三部分的时间分别是t取指=2ns，t分析=2ns，t执行=1ns，则100条指令全部执行完毕需____ns。 A、163 B、183 C、192 D、203 8、若每一条指令都可以分解为取指、分析和执行三步。己知取指时间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 （1） △t。如果按照流水方式执行，执行