第四章作业答案.ppt

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四章作业答案,T,解,:,(1),1,2,3,4,1,2,3,4,4,5,5,5,1,2,3,1,2,3,19,S,6,1,2,3,4,5,4,5,2,完成,A*B,需要的时间,=19,效率为：,吞吐率为：,（,2,）加速比为：,3,2,、已知某单功能非线性流水线的预约表如下图，要求：,（,1,）列出禁止表,F,和冲突向量,C,。,（,2,）画出该流水线状态图，确定其最小平均延迟以及此时的调度方案？,当按此流水调度方案共输入,8,个任务时，则其实际吞吐率为多少？,附图,4,解：,(1),禁止表,F=4,冲突向量,C=(1000),(2),最佳调度策略,(1,，,1,，,1,，,5),吞吐率,=8/17t,1000,1100,1010,1001,1110,1011,1101,1111,=5,=5,=5,=5,=5,=5,=5,=5,1,2,3,2,3,3,1,3,2,1,1,2,5,各种调度方案及其相应的平均延迟：,6,3,、有一个双输入端的加,-,乘双功能静态流水线，由经过时间为,t,、,t,、,2t,、,t,的,1,、,2,、,3,、,4,四个子过程构成。加按,1 2 4,连接，乘按,1 3 4,连接，流水线输出设有数据缓冲器，也可将数据直接返回输入。现要执行,A*,（,B+C*,（,D+E*F,）,+G*H,的运算，请调整计算顺序，画出能获得吞吐率尽量高的流水时空图，标出流水线入、出端数据的变化情况，求出完成全部运算的时间及此期间整个流水线吞吐率，效率，加速比？如对流水线瓶颈子过程再细分，最少只需多少时间可完成全部运算？若子过程,3,不能再细分，只能用并联方法改进，问流水线的效率为多少？,7,解：根据题意，对算法经调整后，能使流水吞吐率尽量高的流水时空图如图所示。图中已标出了流水线入、出端的数据变化情况。,S,1,2,3,4,1,2,1,2,1,2,3,3,3,1,2,3,4,5,6,4,5,4,5,6,6,4,5,6,7,8,7,8,7,8,9,9,9,输入,输出,AC,EF,AB,GH,ACD,ACEF,AB,ACD,ACEF,GH,ACEF+GH,ACD+AB,AC,EF,AB,GH,ACD,ACEF,ACD+AB,ACEF+GH,ACEF+GH+ACD+AB,21t,8,大家有疑问的，可以询问和交流,可以互相讨论下，但要小声点,9,S,1,2,31,32,1,2,1,3,2,4,3,5,6,4,5,6,7,8,7,8,7,8,9,9,9,根据上图的流水时空图，可以看出，完成全部运算的时间为,21,t,。,如果现在将瓶颈子过程,3,细分成两个子过程，则时空图如下图所示。,4,1,3,2,4,5,6,1,3,2,4,5,6,16t,10,S,1,2,31,32,1,2,1,3,1,3,3,5,5,4,5,6,7,8,7,8,7,8,9,9,9,4,2,4,2,4,6,6,1,3,2,4,5,6,16t,由上图可见，完成全部运算最少需要,16t,的时间即可。,现在若子过程,3,不能再细分了，只能用,2,个子过程,3,通过并联来改进，则其时空图如下图所示。,完成全部运算时的流水线效率,11,4,、超级标量机和超级流水线机都能开发指令级的并行性，现假定这两种机器的流水线都为,4,段，每段均需,1,个时钟周期。若在超级标量机中，每个时钟周期可同时启动,3,条指令，而超级流水线机中则是每隔,1/3,时钟周期启动一条指令。现若要执行,6,条指令的代码序列，问在两种机器上各需用多少个时钟周期方可执行完毕？,解：超级标量机需,5,个时钟周期，超级流水线机需,5.67,个时钟周期。,12,5,、在,CRAY-1,机上，,V,是向量寄存器，设向量长度均为,32,。,S,是标量寄存器，所用浮点功能执行部件的执行时间分别为：加法需,6,拍，相乘需,7,拍，从存储器读存数需,6,拍，求倒数近似值及除法需,14,拍，写入寄存器及启动功能部件（包括存储器）各需,1,拍。问下列各指令组中的哪些指令可以链接？哪些指令不可链接？哪些指令可以并行执行？试说明其原因并分别计算出各指令组全部完成所需的拍数。,（,1,）,V0,存储器 （,2,）,V2V0+V1,V1V2+V3 V3,存储器,V4V5*V6 V4V2*V3,（,3,）,V0,存储器 （,4,）,V0,存储器,V3V1+V2 V11/V0,V4V0*V3 V3V1+V2,V6V4+V5 V5V3*V4,（,5,）,V0,存储器 （,6,）,V3,存储器,V1V2+V3 V2V0+V1,V4V5*V6 s0s2+s3,s0s1+s2 V3V1*V4,（,7,）,V3,存储器 （,8,）,V0,存储器,V2V0+V1 V2V0+V1,V4V2*V3 V3V1+V2,存储器,V4 V5V3*V4,13,