吉林大學(xué)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)題庫(kù)第三章

1、第三章第三章流水線技術(shù)流水線技術(shù)知識(shí)點(diǎn)匯總知識(shí)點(diǎn)匯總先行控制、流水線、單功能流水線、多功能流水線、靜態(tài)流水線、動(dòng)態(tài)流水線、部件級(jí)流水線、處理機(jī)級(jí)流水線、處理機(jī)間流水線、線性流水線、非線性流水線、順序流水線、亂序流水線、時(shí)空?qǐng)D、流水線性能評(píng)價(jià)（吞吐率、加速比、效率）、解決流水線瓶頸問(wèn)題方法、相關(guān)（數(shù)據(jù)相關(guān)、名相關(guān)、控制相關(guān)）、換名技術(shù)、流水線沖突（結(jié)構(gòu)沖突、數(shù)據(jù)沖突、控制沖突）、流水線互鎖機(jī)制、定向技術(shù)、指令調(diào)度、預(yù)測(cè)分支失敗、預(yù)測(cè)分支成

2、功、延遲分支（從前調(diào)度、從失敗處調(diào)度、從成功處調(diào)度）、流水寄存器、3種向量處理方式（橫向、縱向、縱橫）、鏈接技術(shù)。簡(jiǎn)答題簡(jiǎn)答題1.流水技術(shù)有哪些特點(diǎn)？（答出4個(gè)即可）（知識(shí)點(diǎn)：流水線）答：1.將處理過(guò)程分解為若干子過(guò)程，由專門(mén)的功能部件來(lái)實(shí)現(xiàn)，2各段的時(shí)間盡可能相等，3各部件間都有一個(gè)緩沖寄存器，4適用于大量重復(fù)的時(shí)序過(guò)程，5需要通過(guò)時(shí)間和排空時(shí)間。2.什么是靜態(tài)流水線？什么是動(dòng)態(tài)流水線？（知識(shí)點(diǎn)：靜態(tài)流水線、動(dòng)態(tài)流水線）答：同一時(shí)間段

3、內(nèi)，多功能流水線中的各段只能按同一種功能的連接方式工作；同一時(shí)間段內(nèi)，多功能流水線中的各段可以按照不同的方式連接同時(shí)執(zhí)行多種功能。3.什么是單功能流水線？什么是多功能流水線？（知識(shí)點(diǎn)：?jiǎn)喂δ芰魉€、多功能流水線）答：只能完成一種固定功能的流水線。流水線的各段可以進(jìn)行不同的連接，以實(shí)現(xiàn)不同的功能。4.什么是線性流水線？什么是非線性流水線？（知識(shí)點(diǎn)：線性流水線、非線性流水線）答：流水線的各段串行連接，沒(méi)有反饋回路。流水線中除了有串行的連接外

4、，還有反饋回路。5.列舉3種相關(guān)。（知識(shí)點(diǎn)：相關(guān)）答：數(shù)據(jù)相關(guān)，名相關(guān)，控制相關(guān)。6.流水線中有哪三種沖突？各是什么原因造成的？（知識(shí)點(diǎn)：流水線沖突）答：結(jié)構(gòu)沖突，硬件資源滿足不了指令重疊執(zhí)行的要求；數(shù)據(jù)沖突，指令在流水線中重疊執(zhí)行時(shí)需要用到前面指令的執(zhí)行結(jié)果；控制沖突，流水線遇到分支指令和其他會(huì)改變PC值的指令。7.選擇至少2種解決流水線結(jié)構(gòu)沖突的方法簡(jiǎn)述。（知識(shí)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)沖突）答：流水線停頓一個(gè)時(shí)鐘周期，推遲后面的指令操作。設(shè)置相互獨(dú)

5、立的指令存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。8.選擇至少2種解決流水線數(shù)據(jù)沖突的方法簡(jiǎn)述。（知識(shí)點(diǎn)：數(shù)據(jù)沖突）答：定向技術(shù)，將計(jì)算結(jié)果從其產(chǎn)生的地方直接送到其他指令需要的地方。通過(guò)編譯時(shí)讓編譯器重新組織指令順序來(lái)消除沖突。D0。4流水方式是指（D）。（知識(shí)點(diǎn)：流水線）A多部件同時(shí)執(zhí)行一條指令B多部件同時(shí)取出多條指令C多部件同時(shí)解釋一條指令D多部件同時(shí)解釋多條指令5評(píng)價(jià)流水線的性能指標(biāo)是（D）。（知識(shí)點(diǎn)：流水線性能評(píng)價(jià)）A吞吐率、流水線的加速比和執(zhí)行程序

6、所需要的時(shí)鐘周期數(shù)B吞吐率、流水線的加速比和所執(zhí)行的指令條數(shù)C吞吐率、流水線的加速比和CPID吞吐率、流水線的加速比和效率6在順序流動(dòng)的MIPS流水線中，可能發(fā)生的沖突有（B）。（知識(shí)點(diǎn)：數(shù)據(jù)沖突）A同一條指令的讀操作和寫(xiě)操作之間的寫(xiě)后讀沖突B先流入的指令的寫(xiě)操作與后流入的指令的讀操作之間的寫(xiě)后讀沖突C后流入的指令的寫(xiě)操作與先流入的指令的讀操作之間的讀后寫(xiě)沖突D兩條指令的寫(xiě)操作之間的寫(xiě)后寫(xiě)沖突7在具有加、乘法雙功能的靜態(tài)流水線中，功能切

7、換的時(shí)間是在（D）。（知識(shí)點(diǎn)：多功能流水線、靜態(tài)流水線）A前一個(gè)功能的第一個(gè)任務(wù)進(jìn)入流水線后B前一個(gè)功能的第一個(gè)任務(wù)流出流水線后C前一個(gè)功能的最后一個(gè)任務(wù)進(jìn)入流水線后D前一個(gè)功能的最后一個(gè)任務(wù)流出流水線后8非線性流水線的特征是（B）。（知識(shí)點(diǎn)：非線性流水線）A一次運(yùn)算中使用流水線中的多個(gè)段B一次運(yùn)算中要多次使用流水線中的某些功能段C流水線的各個(gè)功能段在不同運(yùn)算中可以有不同的連接D流水線中某些功能段在各次運(yùn)算中的作用不同9以下哪種方法不能