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●现采用4级流水线结构分别完成一条指令的取指、指令译码和取数、运算以及送回运算结果4个基本操作，每步的操作时间依次为60ns、100ns、50ns和70ns。该流水线的操作周期应为 (50) ns。若有一小段程序需要用20条基本指令完成(这些指令完全适合于在流水线上执行)，则得到第一条指令结果需 (51) ns，完成该段程序需 (52) ns。在流水线结构的计算机中，频繁执行 (53) 指令时会严重影响机器的效率。当有中断请求发生时，若采用不精确断点法，则将 (54) 。(50) A．50B．70C．10

题目

●现采用4级流水线结构分别完成一条指令的取指、指令译码和取数、运算以及送回运算结果4个基本操作，每步的操作时间依次为60ns、100ns、50ns和70ns。该流水线的操作周期应为 (50) ns。若有一小段程序需要用20条基本指令完成(这些指令完全适合于在流水线上执行)，则得到第一条指令结果需 (51) ns，完成该段程序需 (52) ns。在流水线结构的计算机中，频繁执行 (53) 指令时会严重影响机器的效率。当有中断请求发生时，若采用不精确断点法，则将 (54) 。

(50) A．50

B．70

C．100

D．280

(51) A．100

B．200

C．280

D．400

(52) A．1400

B．2000

C．2300

D．2600

(53) A．条件转移

B．无条件转移

C．算术运算

D．访问存储器

(54) A．仅影响中断响应时间，不影响程序的正确执行

B．不仅影响中断响应时间，还影响程序的正确执行

C．不影响中断响应时间，但影响程序的正确执行

D．不影响中断响应时间，也不影响程序的正确执行

相似考题

1.现采用四级流水线结构分别完成一条指令的取指、指令译码和取数、运算以及送回运算结果四个基本操作，每步操作时间依次为60ns，100ns，50ns和70ns。该流水线的操作周期应为(4)ns。若有一小段程序需要用20条基本指令完成(这些指令完全适合于流水线上执行)，则得到第一条指令结果需(5)ns，完成该段程序需(6)ns。(65)A．50B．70C．100D．280

2.现有四级指令流水线，分别完成取指、取数、运算和传送结果四步操作。若完成上述操作的时间依次为9ns、10ns、6ns、8ns，则流水线的操作周期应设计为______。A．6B．8C．9D．10

3.现采用4级流水线结构分别完成一条指令的取指、指令译码和取数、运算以及送回运算结果4个基本操作，每步的操作时间依次为60ns、100ns、50ns和70ns。该流水线的操作周期应为(50)ns。若有一小段程序需要用20条基本指令完成(这些指令完全适合于在流水线上执行)，则得到第一条指令结果需(51)ns，完成该段程序需(52)ns。在流水线结构的计算机中，频繁执行(53)指令时会严重影响机器的效率。当有中断请求发生时，若采用不精确断点法，则将(54)。A．50B．70C．100D．280

4.微处理器在执行一条指令时，主要将它分解成以下几个步骤去完成，其中顺序正确的是( )。A．取指令、取操作数、指令译码、执行运算、回送结果B．取指令、指令译码、取操作数、执行运算、回送结果C．取指令、指令译码、执行运算、取操作数、回送结果D．取指令、执行运算、取操作数、指令译码、回送结果

参考答案和解析
正确答案：C,D,C,A,B
【解析】本题主要考查流水线技术。由流水线技术的基本特征可知，其平均时间取决于流水线耗时最长的操作，所以该流水线的操作周期为100ns。由题中条件可知，完成1条指令需要4个基本操作，每个操作需要1个周期，执行第1条指令时，还不能充分发挥流水线的技术优势，需要执行4个周期，才能得到第1条指令的运行结果，共需要400ns。由于采用流水线技术，从第1条指令的第2步基本操作开始，后续指令开始并行执行，可将20条指令的执行过程看作20段流水线，由于基本操作重叠执行，除第1条指令外，每条指令的执行可视为需要1个周期，所以总共需时间为：400ns+(20-1)×100ns=2300ns。
影响流水线性能的主要因素是执行转移指令和共享资源冲突。当流水线性执行转移指令时，会引起流水线的阻塞，因为在该转移指令完成之前，流水线都不能确定下一条指令的地址。
流水线计算机处理中断的方法有不精确断点法和精确断点法两种，采用不精确断点法，当发生中断后，计算机并不立即响应中断，而是先禁止指令再时入流水线，然后等待已在流水线中的所有指令执行完毕，才响应该中断。
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  • 第1题：

    微处理器在执行一条指令时，主要将它分解成以下几个步骤去完成，其中顺序正确的是

    A．取指令、取操作数、指令译码、执行运算、回送结果

    B．取指令、指令译码、取操作数、执行运算、回送结果

    C．取指令、指令译码、执行运算、取操作数、回送结果

    D．取指令、执行运算、取操作数、指令译码、回送结果


    正确答案：B
    解析：微处理器执行一条指令的正确顺序为取指令、指令译码、取操作数、执行运算、回送结果。

  • 第2题：

    假设用一条4级流水线结构来完成一条指令的取指、指令译码和取数、运算以及送回结果4个基本操作，各段执行时间分别是10ns、30ns、20ns、40ns，若用该流水线完成100条连续指令，则该流水线的吞吐率为(1)、加速比为(2)、效率为(3)。

    A．2.53×107/s

    B．2.46×107/s

    C．2.64×107/s

    D．2.94×107/s


    正确答案：B

  • 第3题：

    有4级流水线分别完成取指、指令译码并取数、运算、送结果4步操作，假设完成各步操作的时间依次为100ns、80ns、50ns。  （1）流水线的操作周期应设计为多少？  （2）若相邻2条指令发生数据相关，而且在硬件上不采取措施，那么第2条指令要推迟多少时间进行？ （3）如果在硬件设计上加以改进，至少需推迟多少时间？

    略

  • 第4题：

    现采用四级流水线结构分别完成一条指令的取指、指令译码和取数、运算，以及送回运算结果四个基本操作，每步操作时间依次为60ns，100ns，50ns和70ns。该流水线的操作周期应为(27)ns。若有一小段程序需要用20条基本指令完成(这些指令完全适合于流水线上执行)，则得到第一条指令结果需(28)ns，完成该段程序需(29)ns。

    在流水线结构的计算机中，频繁执行(30)指令时会严重影响机器的效率。当有中断请求发生时，采用不精确断点法，则将(31)。

    A．50

    B．70

    C．100

    D．280


    正确答案：C

  • 第5题：

    某计算机系统采用5级流水线结构执行指令，设每条指令的执行由取指令(3△t)、分析指令(1△t)、取操作数(5△t)、运算(1△t)， 写回结果(2△t)组成，并分别用5个子部件完成，该流水线的最大吞吐率为( )。


    答案：B
    解析：
    吞吐率：单位时间内流水线完成的任务数量。
    最大吞吐率 =1/max（

    ），而其中，m是流水线的段数， 是特定过程段执行时间。

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