計算機組成 流水線問題

2021-08-26 04:54:27 字數 781 閱讀 6981

計算機組成中的可以分為四個考點部分:流水線問題、高速緩衝儲存器cache問題、記憶體編址問題、數值校驗碼問題

一:流水線問題

(1)流水線的概念

流水線是指程式執行多條指令重疊進行操作的一種準並行處理技術。

若一條指令由多個部件完成,那麼使用流水線操作,可以使各個部件同時操作,但是此時的同時是針對不同的指令而言。

看個例子:

若是採用流水線技術,結果如下:

使用流水線技術,三條指令完成的時間縮短了。但是需要注意,這裡的時間是說的指令的總的時間。而單獨的一條指令的時間卻沒有改變。指令的總時間是因為充分利用裝置的空閒時間而提高了裝置的利用率,從而縮短了總的時間,因而提高了指令的速度。

(2)流水線中計算問題

指令是由多個部件構成的,所以δti是各個部件所使用的時間。n:代表指令的個數。δtj是各個部件中執行時間最長的時間。為什麼如此,可以通過上圖推出。

·流水線的吞吐率(tp):單位時間內流水線所完成的任務數量。

其中:n:代表指令的條數,即任務的個數。tk:代表指令執行的時間。

·流水線的加速比s:不使用流水線技術與使用流水線技術之比。

其中tk:流水線指令的執行時間,可以通過公式求出,而t0是各個指令時間之和。

·流水線的效率:流水線的裝置利用率。n個任務占用的時空區與k個流水段總的時空區之比。

通過加速比公式可得:效率和加速比之間的關係:

若是各個部件的執行時間相同,則效率和吞吐率之間可以:

這個流水線部分,只要把流水線的概念就是第乙個和第二圖弄明白,後面的公式部分即可以理解啦。。

計算機組成與體系結構 流水線(5)

相關引數計算 流水線執行時間計算 流水線吞吐率 流水線加速比 流水線效率 概念 流水線是指在程式執行 多條指令進行操作 的一種準並行處理實現技術,各種部件同時處理是 針對不同指令而言的,它們可同時為多條指令的不同部分進行工作,以提高各個部件的利用率和指令的平均執行速度 例題 一條指令的執行過程分解為...

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