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设指令由取指、分析、执行3个子部件完成，每个子部件的工作周期均为△t，采用常规标量流水线处理机。若连续执行10条指令，则共需时间是()。A.8△t B.10△t C.12△t D.14△t
题目
B.10△t
C.12△t
D.14△t
相似问题和答案
第1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(2)△t。如果按照流水方式执行，执行完100条指令需要(3)△t。
A．1190
B．1195
C．1200
D．1205
第2题：
某计算机执行一条指令的过程分为取指令、分析指令和执行指令3段操作，每一段操作占用的时间分别是△t、2△t、3△t。若采用常规的顺序串行执行方式，连续执行n条指令所需时间是(7)；若采用流水线方式，3段操作重叠执行时，连续执行n条指令所需时间是(8)。
A．9n△t
B．3n△t
C．6n△t
D．3(n-1)△t
第3题：
●在下列不同结构的处理机上执行6×6的矩阵乘法C=A×B，计算所需要的最短时间。只计算乘法指令和加法指令的执行时间，不计算取操作数、数据传送和程序控制等指令的执行时间。加法部件和乘法部件的延迟时间都是3个时钟周期，另外，加法指令和乘法指令还要经过"取指令"和"指令译码"的时钟周期，每个时钟周期为20ns，C的初始值为"0"。各操作部件的输出端有直接数据通路连接到有关操作部件的输入端，在操作部件的输出端设置有足够容量的缓冲寄存器。如果处理机内只有一个通用操作部件，采用顺序方式执行指令，那么所需要的时间为 (5) 。如果单流水线标量处理机，有一条两个功能的静态流水线，流水线每个功能段的延迟时间均为一个时钟周期，加法操作和乘法操作各经过3个功能段，那么所需要的时间为 (6) 。
(5) A．105.6ms
B．52.8ms
C．39.6ms
D．72.8ms
(6) A．6480ns
B．3240ns
C．4020ns
D．8040ns
【解析】要完成上面的矩阵乘法，需要完成的各种操作的数量：
需要完成的乘法次数为6×6×6=216次。
需要完成的加法次数为6×6×5=180次。
下面分析处理机的结构会给性能带来什么样的影响。
1.顺序执行时，每个乘法和加法指令都需要5个时钟周期(取指令、指令分析、指令执行)，所以所需要的时间为：
T=(216+180)×5×20ns=39600ns=39.6ms
2.单流水线标量处理机，采用两功能静态流水线时，因为有足够的缓冲寄存器，所以可以首先把所有的乘法计算完，并通过调度使加法流水线不出现停顿，所以所需要的时间为：
T=T第一条指令进入流水线+T乘法+T加法=[2+(3+216-1)+3(3+180-1)]×20ns=8040ns
第4题：
设指令由取指、分析、执行3个子部件完成；并且每个子部件的时间均为△t。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(4)△t。
A．5
B．9
C．14
D．18
解析：设指令由取指、分析、执行3个子部件完成；并且每个子部件的时间均为t。①若采用常规标量单流水线处理机(即该处理机的度为1)，连续执行12条指令，共需14t。②若采用度为4的超标量流水线处理机，连续执行上述12条指令，只需5t，如图5-7所示。
第5题：
设指令由取指、分析、执行3个子部件完成，每个子部件的工作周期均为△t，采用常规标量单流水线处理机。若连续执行10条指令，则共需时间(3)△t。
A．8
B．10
C．12
D．14
解析：本题考查指令流水的概念。
顺序执行时，每条指令都需三步才能执行完，没有重叠。
采用常规标量单流水线处理机连续执行10条指令的时空图如下图所示：
由时空图可知，从第二个时间单位之后，各子部件开始完全并行。此后每个t都能完成一条指令，所以连续执行10条指令后，则共需时间为2+10=12t。
第6题：
● 设指令由取指、分析、执行3 个子部件完成，每个子部件的工作周期均为△t， 采用常规标量单流水线处理机。若连续执行10 条指令，则共需时间 （3） △t。
（3）A. 8 B. 10 C. 12 D. 14
第7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
第8题：
● 设指令由取指、分析、执行3 个子部件完成，每个子部件的工作周期均为△t，采 用常规标量单流水线处理机。若连续执行10 条指令，则共需时间 （3） △t。
（3）A. 8 B. 10 C. 12 D. 14
第9题：
在下列不同结构的处理机上执行6x6的矩阵乘法C：A×B，计算所需要的最短时间。只计算乘法指令和加法指令的执行时间，不计算取操作数、数据传送和程序控制等指令的执行时间。加法部件和乘法部件的延迟时间都是3个时钟周期，另外，加法指令和乘法指令还要经过“取指令”和“指令译码”的时钟周期，每个时钟周期为20ns，C的初始值为“0”。各操作部件的输出端有直接数据通路连接到有关操作部件的输入端，在操作部件的输出端设置有足够容量的缓冲寄存器。如果处理机内只有一个通用操作部件，采用顺序方式执行指令，那么所需要的时间为(5)。如果单流水线标量处理机，有一条两个功能的静态流水线，流水线每个功能段的延迟时间均为一个时钟周期，加法操作和乘法操作各经过3个功能段，那么所需要的时间为(6)。
A．105.6ms
B．52.8ms
C．39.6ms
D．72.8ms
第10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
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。