计算机组成原理中wr是什么,计算机组成原理第8章习题指导.pdf

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计算机组成原理第8章****题指导.pdf计算机组成原理第 8 章****题 1 第 8 章 CPU 的结构和功能例 8.1 假设指令流水线分取指( IF )、译码( ID )、执行( EX )、回写( WR )四个过程段,共有 10 条指令连续输入此流水线。( 1)画出指令周期流程。( 2)画出非流水线时空图。( 3)画出流水线时空图。( 4)假设时钟周期为 100ns ,求流水线的实际吞吐率。( 5)求该流水处理器的加速比。解: ( 1)根据指令周期包括 IF 、 ID 、 EX 、 WR 四个子过程,图 8.1 ( a)为指令周期流程图。( 2)非流水线时空图如图 8.1 ( b)所示。假设一个时间单位为一个时钟周期,则每隔 4个时钟周期才有一个输出结果。( 3)流水线时空图如图 8.1 ( c )所示。由图可见,第一条指令出结果需要 4 个时钟周期。当流水线满载时,以后每一个时钟周期可以出一个结果,即执行完一条指令。(a) 指令周期流程(b) 非流水线时空图(c) 标准流水线时空图图 8.1 例 8.1 答图( 4 )由图 8.1 ( c)所示的 10 条指令进入流水线的时空图可见,在 13 个时钟周期结束时, CPU 入 IF ID EX WR I 6 I 7 I 8 I 9 I 10 I 3 I 2 9 10 11 12 13 I 5 I 1 空间 S 时间 T 8 7 6 5 4 3 2 1 I F ID EX WR I 4 I 2 I 1 空间 S 时间 T 8 7 6 5 4 3 2 1 I F ID EX WR 计算机组成原理第 8 章****题 2 执行完 10 条指令,故实际吞吐率为: 10/(100ns × 13) ≈ 0.77 × 10 7条指令/ 秒( 5)在流水处理器中,当任务饱满时,指令不断输入流水线,不论是几级流水线,每隔一个时钟周期都输出一个结果。对于本题四级流水线而言,处理 10 条指令所需的时钟周期数为 T 4 = 4 + (10 ? 1 ) = 13 。而非流水线处理 10 条指令需 4×10 = 40 个时钟周期。故该流水处理器的加速比为 40 ÷13 ≈ 3.08 例 8.2 设某机有四个中断源 1 、 2 、 3 、 4,其硬件排队优先次序按 1 → 2 → 3 → 4降序排列,各中断源的服务程序中所对应的屏蔽字如表 8.1 所示。表 8.1 例 8.2 各中断源对应的屏蔽字中断源屏蔽字 1 2 3 4 1 1 1 0 1 2 0 1 0 0 3 1 1 1 1 4 0 1 0 1 ( 1)给出上述四个中断源的中断处理次序。( 2)若四个中断源同时有中断请求,画出 CPU 执行程序的轨迹。解: ( 1)根据表 8.1 ,四个中断源的处理次序是 3 → 1 → 4 → 2 。( 2)当四个中断源同时有中断请求时,由于硬件排队的优先次序是 1 → 2 → 3 → 4 ,故 CPU 先响应 1的请求,执行 1的服务程序。由于在该服务程序中设置了屏蔽字 1101 ,故开中断指令后转去执行 3服务程序,且 3服务程序执行结束后又回到 1服务程序。 1服务程序结束后, CPU 还有 2 、 4 两个中断源请求未响应。由于 2的响应优先级高于 4 ,

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