4.1解释下列术语 指令级并行:简称ILP。是指指令之间存在的一种并行性,利用它,计算机可以并行执行两条或两条以上的指令。
指令调度:通过在编译时让编译器重新组织指令顺序或通过硬件在执行时调整指令顺序来消除冲突。
指令的动态调度:是指在保持数据流和异常行为的情况下,通过硬件对指令执行顺序进行重新安排,以提高流水线的利用率且减少停顿现象。是由硬件在程序实际运行时实施的。
指令的静态调度:是指依靠编译器对代码进行静态调度,以减少相关和冲突。它不是在程序执行的过程中、而是在编译期间进行代码调度和优化的。
保留站:在采用Tomasulo算法的MIPS处理器浮点部件中,在运算部件的入口设置的用来保存一条已经流出并等待到本功能部件执行的指令(相关信息)。
4.2 简述Tomasulo算法的基本思想。
答:核心思想是:① 记录和检测指令相关,操作数一旦就绪就立即执行,把发生RAW冲突的可能性减小到最少;② 通过寄存器换名来消除WAR冲突和WAW冲突。寄存器换名是通过保留站来实现,它保存等待流出和正在流出指令所需要的操作数。
基本思想:只要操作数有效,就将其取到保留站,避免指令流出时才到寄存器中取数据,这就使得即将执行的指令从相应的保留站中取得操作数,而不是从寄存器中。指令的执行结果也是直接送到等待数据的其它保留站中去。因而,对于连续的寄存器写,只有最后一个才真正更新寄存器中的内容。一条指令流出时,存放操作数的寄存器名被换成为对应于该寄存器保留站的名称(编号)。
第5章 存储层次
5.1解释下列术语
失效开销:CPU向二级存储器发出访问请求到把这个数据调入一级存储器所需的时间。
强制性失效:当第一次访问一个块时,该块不在Cache中,需要从下一级存储器中调入Cache,这就是强制性失效。
容量失效:如果程序在执行时,所需要的块不能全部调入Cache中,则当某些块被替换后又重新被访问,就会产生失效,这种失效就称作容量失效。
冲突失效:在组相联或直接映象Cache中,若太多的块映象到同一组(块)中,则会出现该组中某个块被别的块替换(即使别的组或块有空闲位置),然后又被重新访问的情况。
2:1Cache经验规则:大小为N的直接映象Cache的失效率约等于大小为N /2的两路组相联Cache的实效率。
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