若每一条指令都可以分解为取指，分析和执行三步。已知取指时间t取指=8△t，分析时间t分析＝3△t，执行时间t执行＝12△t。如果按照流水线方式执行指令，从头到尾执行完 100条指令至少需(41) △t。如果取指时间t取指=8△t，分析时间t分析＝12△t，

admin2010-01-23 93

问题若每一条指令都可以分解为取指，分析和执行三步。已知取指时间t_取指=8△t，分析时间t_分析＝3△t，执行时间t_执行＝12△t。如果按照流水线方式执行指令，从头到尾执行完 100条指令至少需(41) △t。如果取指时间t_取指=8△t，分析时间t_分析＝12△t，执行时间 t_执行＝3△t，则从头到尾执行完100条指令至少需(42)△t。

选项 A、1200
B、1223
C、1224
D、1211

答案D

解析采用流水线方式时，系统在同一时刻可以进行第k条指令的取指，第k+ 1条指令的分析，第k+2条指令的执行，所以效率大大提高了。采用流水线的执行示意图如图13-45所示。

平时大家看到的都是这样的示意图，但是平时我们看到的图都是笼统的。这里把所有周期都定为统一长度。这样流水线的总时间为：(n+2)×周期。如此题中为
(100+2)×12＝1224
但这不是最少的，为什么?先看另一个流水线总时间计算公式：
T_总＝第一条指令顺序执行时间+(指令条数-1)×周期

其中，k是流水线的段数，ti是各段的时间，n是总任务数。
这个公式是怎么来的呢?请大家结合该题数据：取指时间t_取指＝8△t，分析时间t分析＝ 3△t，执行时间t_执行＝12△t，如图13-46所示。

其中黑的区域表示分析段空闲，根据这种方式算出来的总时间为
8+3+12+(100-1)×12＝1211
这种方式的总时间为什么比图13-45的方式要少呢?这是因为在图13-45中，限定了各段的时间一样，都为最慢的那段的时间，而图13-46的方式却没有，其在执行第一条指令时，取指段节省12-8＝4的时间，分析段又节省12-3＝9的时间，所以总共节省了 13的时间。按图13-45方式来执行时，第一条指令的取指和分析段有时间空闲，黑色区域表示空闲，如图13-47所示。