2022年軟件設(shè)計(jì)師計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)考點(diǎn)：流水線技術(shù)

【考法分析】

本考點(diǎn)涉及的考查形式有：

（1）流水線相關(guān)理論概念；

（2）流水線相關(guān)計(jì)算。

【要點(diǎn)分析】

1.流水線理論概念

（1）流水線是指在程序執(zhí)行時(shí)多條指令重疊進(jìn)行操作的一種準(zhǔn)并行處理實(shí)現(xiàn)技術(shù)。各種部件同時(shí)處理是針對(duì)不同指令而言的，它們可同時(shí)為多條指令的不同部分進(jìn)行工作，以提高各部件的利用率和指令的平均執(zhí)行速度。

（2）流水線建立時(shí)間：1條指令執(zhí)行時(shí)間。

（3）流水線周期：執(zhí)行時(shí)間最長(zhǎng)的一段。

2、流水線相關(guān)計(jì)算：

（1）流水線執(zhí)行時(shí)間（理論公式）：(t1+t2+..+tk)+(n-1)*?t

（2）流水線執(zhí)行時(shí)間（實(shí)踐公式）：k*?t +(n-1)*?t

（3）流水線吞吐率：TP = 指令條數(shù) / 流水線執(zhí)行時(shí)間

（4）流水線最大吞吐率1 / ?t

（5）流水線加速比：順序執(zhí)行時(shí)間/流水線執(zhí)行時(shí)間

【備考點(diǎn)撥】

吞吐率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)流水線處理機(jī)流出的結(jié)果。對(duì)指令而言就是單位時(shí)間內(nèi)執(zhí)行的指令數(shù)。如果流水線子過(guò)程所用的時(shí)間不一樣，則吞吐率P應(yīng)為（最長(zhǎng)子過(guò)程的倒數(shù)）。流水線開(kāi)始工作，需要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間才能達(dá)到最大吞吐率。

【相關(guān)考題】

1.下列關(guān)于流水線方式執(zhí)行指令的敘述中，不正確的是()

A.流水線方式可提高單條指令的執(zhí)行速度

B.流水線方式下可同時(shí)執(zhí)行多條指令

C.流水線方式提高了各部件的利用率

D.流水線方式提高了系統(tǒng)的吞吐率

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2.流水線的吞吐率是指單位時(shí)間流水線處理的任務(wù)數(shù)，如果各段流水的操作時(shí)間不同，則流水線的吞吐率是()的倒數(shù)。

A. 最短流水段操作時(shí)間

B. 各段流水的操作時(shí)間總和

C. 最長(zhǎng)流水段操作時(shí)間

D. 流水段乘以最長(zhǎng)流水段操作時(shí)間

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