计算机体系结构期末考试试题及答案

(1)画出流水线任务调度的状态转移图。

(2)分别求出允许不等时间间隔调度和等时间间隔调度的两种最优调度策略,以及这两种调度策略的流水线最大吞吐率。

(3)若连续输入10个任务,求这两种调度策略的流水线实际吞吐率和加速比。 解:(1)根据初始冲突向量的构成方法,对预约表各行中打“×”的拍数求出差值,除去重复的后汇集在一起,即得到延迟禁止表为F ={1,3,6}。由F可得到初始冲突向量为: C0 =(100101) 根据后继冲突向量的递推规则Cj = SHR(k)(Ci)∨C0则可得出所有的后继状态,具体有: C0三个后继状态:C1 =SHR(2)(C0)∨C0 = 101101 5 100101 C0 C2 =SHR(4)(C0)∨C0 = 100111 C3 =SHR(5)(C0)∨C0 = 100101= C0 4 2 5 5 C1二个后继状态:C4 =SHR(2)(C1)∨C0 = 101111 101101 C1 100111 C2 C5 =SHR(5)(C1)∨C0 = 100101=C0 5 C2二个后继状态:C6 =SHR(4)(C2)∨C0 = 100111=C2 4 2 C7 =SHR(5)(C2)∨C0 = 100101=C0

101111 C4 C4一个后继状态:C8 =SHR(5)(C4)∨C0 = 100101=C0

由后继状态和引起状态转移的时间间隔可得到状态有向图如上图所示。

(2)由状态转移有向图可得到无冲突的任务调度策略及其平均延迟时间,如下表所示。 调度策略 平均延迟时间 特别地,从C0出发的[4,(4)]也是一个任务

(2,5) (2+5)△t/2 = 3.5△t 调度策略,除第一条有向弧外,第二条有向弧是一

(4,5) (4+5)△t/2 = 4.5△t 个环路,该调度策略为(4)。从表中可以得到平均

(5) 5△t 延迟时间最小的等间隔和不等间隔的调度策略为

(2,2,5) (2+2+5)△t/3 = 3△t [4,(4)]和(2,2,5),相应的最小平均延迟时

4,(4) 4△t 间为4△t和3△t,所以流水线的最大吞吐率为:

TPAmax = 1/(4△t)= 0.25/△t TPBmax = 1/(3△t)= 0.33/△t (3)按等间隔最优调度策略[4,(4)]连续输入10个任务时,流水线的实际吞吐率为: TP = 10/[(4 + 4 + 4 + 4 + 4 + 4 + 4 + 4 + 4 + 7)△t] = 10/43△t 按不等间隔最优调度策略(2,2,5)连续输入10个任务时,流水线的实际吞吐率为: TP = 10/[(2 + 2 + 5 + 2 + 2 + 5 + 2 + 2 + 5 + 7)△t] = 5/17△t

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