标准流水线检测测试试题

（1）取指 （2）译码、取数 （3）运算 （4）写结果

A. 19 B. 23 C. 24 D. 27

答案：C(提示：画出时空图，注意在第二个流水段取数)

2 问答题

★★

1. 简述流水线技术的特点 答：流水线技术具有以下特点：

⑴流水过程由多个相联系的子过程组成，每个过程称为流水线的“级”或“段”。 ⑵流水技术适合于大量重复的时序过程。 ★★

2. 请写出2种数据相关方式，并举例说明分别在什么情况下发生（采用设计程序段的方式来说明） 答：

⑴写读相关：

例如程序段R0=R1×R4; R2=R0×R3若第二条指令在第一条指令前执行则最终的结果与正确结果不同，此时发生写读相关

⑵读写相关

例如程序段R2=R0×R3; R3=R4-1若第二条指令在第一条指令前执行则最终的结果与正确结果不同，此时发生读写数据相关

⑶写写相关

例如程序段R2=R0×R3; R3=R4-1; R2=R5若指令三在指令一前发生则最终的结果与正确结果不同，此时发生写写数据相关 ★★

3. 在流水线处理机当中，可能有哪几种操作数据相关？这几种相关分别发生在

什么情况下？解决操作数相关的基本方法有哪几种？ 答：

①

a. 写读相关（先写后读）

例如程序段R0=R1×R4; R2=R0×R3若第二条指令在第一条指令前执行则最终的结果与正确结果不同，此时发生写读相关

b. 写写相关

例如程序段R2=R0×R3; R3=R4-1; R2=R5若指令三在指令一前发生则最终的结果与正确结果不同，此时发生写写数据相关

c. 读写相关（先读后写）

例如程序段R2=R0×R3; R3=R4-1若第二条指令在第一条指令前执行则最终的结果与正确结果不同，此时发生读写数据相关

②

解决数据相关的方法可以分为2大类：延迟执行、建立专用路径 ★

4. 请写出两种解决流水线结构相关的方法。 答：

(1) 流水化功能单元 (2) 资源重复

★★

5. 降低流水线分支转移损失的方法有哪些？

答：

(1) 在流水线中尽早判断出分支转移是否成功

(2) 尽早计算出分支转移成功时的PC值（即分支的目标地址） “冻结”“排空”流水线的方法： ? 预测分支转移失败 ? 预测分支转移成功 ? 延迟分支转移

★★★

6. 试写出延迟转移的3种调度策略，并对其进行评价 答：

(1) 从前调动（将转移指令前的那条指令调度到延迟槽）

转移指令必须不与被调度的指令相关，总是可以有效提高流水线的性能 (2) 从目标处调度）（将转移目标处的那条指令调度到延迟槽） 若分支转移失败，必须保证被调度的指令对程序的执行没有影响，可能需要复制调度指令。分支转移成功时，可提高流水线性能。但由于复制指令，可能加大程序空间

(3) 从失败处调度（将转移不发生时该执行的那条指令调度到延迟槽） 若分支转移成功，必须保证被调度的指令对程序的执行无影响。分支转移失败时，可提高流水线性能

★

7. 简述单流水线标量处理机、超标量处理机、超流水线处理机、超标量超流水线处理机的特点