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【简答题】

假定在一个带转发功能的五段流水线中执行以下程序段，则可以怎样调整以下指令序列使其性能达到最好？<img src="https://nimg.ppkao.com/2019-04/tangxixi/2019042916245141617.jpg?sign=0a623aa98ffd8f74358186dcba8a4b5d&t=62d5db44" />

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第1题

[简答题] 在一个采用“取指、译码/取数、执行、访存、写回”的五段流水线中，若检测结果是否为“零”的操作在执行阶段进行，则分支延迟损失时间片（即分支延迟槽）为多少？以下一段MIPS指令序列中，在考虑数据转发的情况下，哪些指令执行时会发生流水线阻塞？各需要阻塞几个时钟周期？

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第2题

[简答题] 假定有一个程序的指令序列为“lw，add，lw，add，…”。add指令仅依赖它前面的lw指令，而lw指令也仅依赖它前面的add指令，寄存器写口和寄存器读口分别在一个时钟周期的前、后半个周期内独立工作在带转发的五段流水线中执行该程序，其CPI为多少？

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第3题

[简答题] 假定有一个程序的指令序列为“lw，add，lw，add，…”。add指令仅依赖它前面的lw指令，而lw指令也仅依赖它前面的add指令，寄存器写口和寄存器读口分别在一个时钟周期的前、后半个周期内独立工作在不带转发的五段流水线中执行该程序，其CPI为多少？

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第4题

[简答题] 以下指令序列中，哪些指令对发生数据相关？假定采用“取指、译码/取数、执行、访存、写回”五段流水线方式，那么不用“转发”技术的话，需要在发生数据相关的指令前加入几条nop指令才能使这段程序避免数据冒险？如果采用“转发”是否可以完全解决数据冒险？不行的话，需要在发生数据相关的指令前加入几条nop指令才能使这段程序不发生数据冒险？

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第5题

[简答题] 假定某计算机工程师想设计一个新CPU，一个典型程序的核心模块有一百万条指令，每条指令执行时间为100ps。若新CPU是一个20级流水线处理器，执行上述同样的程序，理想情况下，它比非流水线处理器快多少？

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第6题

[简答题] 假定最复杂的一条指令所用的组合逻辑分成6块，依次为A~F，其延迟分别为80ps、30ps、60ps、50ps、70ps、10ps。在这些组合逻辑块之间插入必要的流水段寄存器就可实现相应的指令流水线，寄存器延迟为20ps。理想情况下，以下各种方式所得到的时钟周期、指令吞吐率和指令执行时间各是多少？应该在哪里插入流水线寄存器？插入一个流水段寄存器，得到一个两级流水线

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第7题

[简答题] 指令流水线右取指（IF）、译码（ID）、执行（EX）、访存（MEM）、写回寄存器堆（WB）五个过程段，共有20条指令连续输入此流水线。（1）画出流水处理的时空图，假设时钟周期为100ns。（2）求流水线的实际吞吐率（单位时间里执行完毕的指令数）。

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第8题

[单选题] 关于经典奔腾的U、V流水线，说法不正确的是（）。

A、它们都是整数指令流水线，但是功能不同 B、两条流水线同时工作时，流水线U可执行复杂指令，流水线V只能执行精简指令 C、它们属于以空间换取时间的超标量技术 D、它们各有自己的算术逻辑单元，地址生成电路及Cache接口

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第9题

[简答题] 假定最复杂的一条指令所用的组合逻辑分成6块，依次为A~F，其延迟分别为80ps、30ps、60ps、50ps、70ps、10ps。在这些组合逻辑块之间插入必要的流水段寄存器就可实现相应的指令流水线，寄存器延迟为20ps。理想情况下，以下各种方式所得到的时钟周期、指令吞吐率和指令执行时间各是多少？应该在哪里插入流水线寄存器？插入两个流水段寄存器，得到一个三级流水线

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