计算机系统大题4、5.doc

4、CRAY-1机上链接执行,并分析执行拍数。
类似题目:
设向量长度为64,以CRAY-1机上所用浮点功能部件的执行时间分别为:相加6拍,相乘7拍,求倒数近似值14拍;从存储器读数6拍,打入寄存器及启动功能部件各1拍。问下列各指令组内的哪些指令可以链接?哪些指令不能链接?不能链接的原因是什么?分别计算出各指令组全部完成所需的拍数。
(1)
(2)
(3)
(4)
V0←存储器
V1←V2+V3
V4←V5*V6
V2←V0*V1
V3←存储器
V4←V2+V3
V0←存储器
V2←V0*V1
V3←V2+V0
V5←V3+V4
V0←存储器
V1←1/V0
V3←V1*V2
V5←V3+V4
解:
    (1)3条向量指令之间既没有发生源Vi冲突,也没有Vi的先写后读相关,又不存在功能部件的使用冲突,所以这3条向量指令可以同时并行流水。max{(1+6(访存)+1+64-1),(1+6(浮加)+1+64-1),(1+(7浮乘)+1+64-1)}=72拍。所以向量指令组全部完成需要72(拍)。
    (2)3条向量指令之间没有功能部件的使用冲突,但是在第1、2两条向量指令与第3条向量指令之间有V2及V3的先写后读相关。只要让第1条向量指令较第2条向量指令提前1拍启动,则第1,2两条向量指令的第1个结果元素就可以被同时链接到第3条向量指令中。max{(1+(7浮乘)+1+64-1),(1+6(访存)+1+64-1)}+(1+6(浮加)+1+64-1)=80(拍)。
    (3)第1条向量指令与第2条向量指令之间有V0的先写后读相关,两者可以链接。第3条向量指令与第2条向量指令之间有源向量寄存器V0的冲突,它们之间只能串行。第3条向量指令与第4条向量指令之间有加法功能部件的使用冲突,它们之间也只能串行。(1+6(访存)+1+1+(7浮乘)+1+64-1)+(1+6(访存)+1+64-1)(1+6(浮加)+1+64-1)=222(拍)。
    (4)4条向量指令均依次有Vi的先写后读相关,但无源Vi冲突,也无功能部件的使用冲突,所以,这4条向量指令可以全部链接在一直,进行流水。