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[主观题]

假设浮点功能部件的延迟时间为：加法2个时钟周期，乘法10个时钟周期，除法40个时钟周期。对于下面的

代码段，在基于Tomasulo算法的支持前瞻执行的浮点部件的结构上，给出当指令MUL．D即将确认时的状态表内容。 L．D F6，34(R2) L．D F2，45(R3) MUL．D F0，F2，F4 SUB．D F8，F6，F2 DIV．D F10，F0，F6 ADD．D F6，F8，F2

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发布时间：2020-09-11

更多“假设浮点功能部件的延迟时间为：加法2个时钟周期，乘法10个时钟周期，除法40个时钟周期。对于下面的”相关的问题

第1题

对于采用了Tomasulo算法和多流出技术的MIPS流水线，考虑以下简单循环的执行。该程序把F2中的标量加

到一个向量的每个元素上。 Loop： L．D F0，0(R1) ／／取一个数组元素放入F0 ADD．D F4，F0，F2 ／／加上在F2中的标量 S．D F4，0(R1) ／／存结果 DADDIU R1，R1，-8 ／／指针减8(每个数据占8个字节) BNE R1，R2，Loop ／／若R1不等于R2，表示尚未结束，转移／／到Loop继续现做以下假设。 ①每个时钟周期能流出一条整数型指令和一条浮点操作指令，即使它们相关也是如此。 ②整数ALU运算和地址计算共用一个整数部件，并且对于每一种浮点操作类型都有一个独立的流水化了的浮点功能部件。 ③指令流出和写结果各占用一个时钟周期。 ④具有动态分支预测部件和一个独立的计算分支条件的功能部件。 ⑤跟大多数动态调度处理器一样，写回段的存在意味着实际的指令延迟会比按序流动的简单流水线多一个时钟周期。所以，从产生结果数据的源指令到使用该结果数据的指令之间的延迟为：整数运算1个周期，load指令2个周期，浮点加法运算3个周期。要求： ①列出该程序前面3遍循环中各条指令的流出、开始执行和将结果写到CDB上的时间。 ②如果分支指令单流出，没有采用延迟分支，但分支预测是完美的。请列出整数部件、浮点部件、数据Cache以及CDB的资源使用情况。

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第2题

在一个有四个过程段的浮点加法器流水线中，假设四个过程段的时间分别是T1=60 ns、T2=50 ns、T3=90 n

s、T4=80 ns。则加法器流水线的时钟周期至少为________。如果采用同样的逻辑电路，但不是流水线方式，则浮点加法所需的时间为________。

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第3题

构成部件内的各个子部件之间的流水，如运算器内浮点加法流水线及cache和多体交叉主存的流水指的是处理机级流水。（）

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第4题

在三个过程段的浮点加法运算流水线中，假设每个过程段所需的时间分别是60 ns、90 ns、70 ns，试求三

级流水线加法器的加速比。

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第5题

在某向量处理机上执行DAXPY的向量指令序列，即完成y=a×X+Y。其中X和Y是向量，最初保存在主存中，a是

一个标量，已存放在寄存器F0中。它们的向量指令如下： LV V1，Rx ／／取向量X MULTFV V2，F0，V1 ／／向量X和标量(F0)相乘 LV V3，Ry ／／取向量y ADDV V4，V2，V3 ／／完成Y=a×X+Y SV V4，Ry ／／存结果假设向量寄存器的长度MVL=64，Tloop=15，各功能部件的启动时间为： ①取数和存数部件为12个时钟周期。 ②乘法部件为7个时钟周期。 ③加法部件为6个时钟周期。分别对于不采用向量链接技术和采用链接技术的两种情况，求完成上述向量操作的总执行时间。

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第6题

用一台每个时钟周期发射两条指令的超标量处理机运行下面一段程序。所有指令都要进行取指（IF)、译码

用一台每个时钟周期发射两条指令的超标量处理机运行下面一段程序。所有指令都要进行取指(IF)、译码(ID)、执行、写结果(WB)4个阶段。其中IF、ID、WB这3个阶段各为一个流水段，其延迟时间都为10 ns。在执行阶段，LOAD操作、AND操作各延迟10 ns，ADD操作延迟20 ns，MUL操作延迟30 ns。这4种功能部件各设置一个，它们可以并行工作。ADD部件和MUL部件都采用流水结构，每一级流水线的延迟时间都是10 ns。 I1 LOAD R0，M(A) ；R0←M(A) I2 ADD R1，R0 ；R1←(R1)+(R0) I3 LOAD R2，M(B) ；R2←M(B) I4 MUL R3，R4 ；R3←(R3)×(R4) I5 AND R4，R5 ；R4←(R4)∧(R5) I6 ADD R2，R5 ；R2←(R2)+(R5) ①请列出程序代码中所有的数据相关及其相关类型。 ②假设所有运算型指令都在译码(ID)流水段读寄存器，在写结果(WB)流水段写寄存器，采用顺序发射、顺序完成的调度方法。画出流水线的时空图，计算执行这个程序所用的时间。

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第7题

假设某RISC机有加法和减法指令，其功能如下： ADD Ri，Rj，Rk 完成（Ri)+（Rj)→（Rk)操作

假设某RISC机有加法和减法指令，其功能如下： ADD Ri，Rj，Rk 完成(Ri)+(Rj)→(Rk)操作 SUB Ri，Rj，Rk 完成(Ri)-(Rj)→(Rk)操作若设R0寄存器恒为0，如何用上述指令完成寄存器之间的传送，寄存器清“0”和寄存器内容取负。

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第8题

设机器数字长16位，阶码5位（含1位阶符)，基值为2，尾数11位（含1位数符)。对于两个阶码相等的数按补码浮点加法完成后，由于规格化操作可能出现的最大误差的绝对值为（)。

A.2^3

B.2^4

C.2^5

D.2^6

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第9题

对于下述指令序列： L．D F6，34（R2) L．D F2，45（R3) MUL．D F0，F2，F4 SU

对于下述指令序列： L．D F6，34(R2) L．D F2，45(R3) MUL．D F0，F2，F4 SUB．D F8，F2，F6 DIV．D F10，F0，F6 ADD．D F6，F8，F2 ①给出当第一条指令完成并写入结果时，Tomasulo算法所用的各信息表中的内容。 ②假设各种操作的延迟分别如下所示。 load：1个时钟周期加法：2个时钟周期乘法：10个时钟周期除法：40个时钟周期给出MUL．D指令准备写结果时各状态表的内容。

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第10题

某向量处理机有16个向量寄存器，其中V0~V5中分别放有向量A、B、C. D、E、F，向量长度均为8, 向量各

元素均为浮点数:处理部件采用两条单功能流水线，加法功能部件时间为2拍，乘法功能部件时间为3拍。采用类似于CARY-1的链接技术，先计算(A+B)*C，在流水线不停流的情况下，接着计算(D+E)*F。

(1)求此链接流水线的通过时间？ (设寄存器入、出各需1拍)

(2)假如每拍时间为50ns,完成这些计算并把结果存进相应寄存器,此处理部件的实际吞吐率为多少MFLOPS？

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