题目内容
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[主观题]
下面的一段MIPS汇编程序是计算高斯消去法中的关键一步，用于完成下面公式的计算。 Y=a×X+Y
指令的延迟如表4．1所示。 整数指令均为1个时钟周期完成，浮点和整数部件均采用流水。整数操作之间以及与其他所有浮点操作之间的延迟为0，转移指令的延迟为0。X中的最后一个元素存放在存储器中的地址为DONE。 FOO： L．D F2，0(R1) MUT．D F4，F2，F0 L．D F6，0(R2) ADD．D F6，F4，F6 S．D F6，0[R2] DADDIU R1，R1，8 DADDIU R2，R2，8 DSUBIU R3，R1，DONE BNEZ R3．FOO ①对于标准的MIPS单流水线，上述循环计算一个Y值需要多少时间？其中有多少空转周期？ ②对于标准的MIPS单流水线，将上述循环顺序展开4次，不进行任何指令调度，计算一个Y值平均需要多少时间？加速比是多少？其加速是如何获得的？ ③对于标准的MIPS单流水线，将上述循环顺序展开4次，优化和调度指令，使循环处理时间达到最优，计算一个Y值平均需要多少时间？加速比是多少？ ④对于采用前瞻执行机制的MIPs处理器(只有一个整数部件)。当循环第二次执行到BNEZ R3，FOO时，写出前面所有指令的状态，包括指令使用的保留站、指令起始节拍、执行节拍和写结果节拍，并写出处理器当前的状态。 ⑤对于两路超标量的MIPS流水线，设有两个指令流出部件，可以流出任意组合的指令，系统中的功能部件数量不受限制。将上述循环展开4次，优化和调度指令，使循环处理时间达到最优。计算一个Y值平均需要多少时间？加速比是多少？ ⑥对于超长指令字MIPS处理器，将上述循环展开4次，优化和调度指令，使循环处理时间达到最优。计算一个Y值平均需要多少时间？加速比是多少？
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