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第三章：流水线技术
名词解释：
3.1单功能流水线： 只能完成一种
固定功能的流水线
3.2多功能流水线： 流水线的各段可以进行不同的连接，以实现
不同的功能
3.3静态流水线： 在
同一时间段内，多功能流水线中的各段只能按照同一种功能连接方式工作
3.4动态流水线： 在
同一时间段内，多功能流水线中的各段可以按照不同的方式连接，同时执行多种功能
3.5顺序流水线： 流水线的
输出端任务流出的顺序与输入端任务流入顺序完全相同
3.6乱序流水线： 流水线的
输出端任务流出的顺序与输入端任务流入可以不同，允许后进入的流水线的任务先完成
3.7流水线吞吐量：
单位时间内流水线完成的任务数量或输出结果的数量
3.8流水线加速比：
不使用流水线所用的时间与使用流水线所用的时间之比
3.9流水线的效率： 流水线中设备
实际使用时间与整个运行时间的比值
**3.10 数据相关：**对于两条指令i，j，满足下列条件之一，则称i与j数据相关：
- 指令j使用i
产生的结果- 指令j与指令k数据相关，指令k又与指令i数据相关（
传递）
3.11名相关： 两条指令使用
相同的名，但他们之间无数据流动，则称这两条指令存在名相关
3.12控制相关： 有
分支指令引起的相关
3.13反相关： 如果指令
j``写的名与指令i读的名相同
3.14结构冲突： 因
资源满足不了指令重叠执行的要求而发生的冲突
3.15数据冲突： 当指令在流水线中重叠执行时，因需要用到前面的
指令的执行结果而发生的冲突
:hammer:3.16控制冲突： 流水线遇到
分支指令和其他会改变PC值的指令所引出的冲突
3.17定向： 在某一条
产生结果之前，其他指令并不真正立即需要该计算结果，如果能够将该计算结果从其产生的地方直接送到其他指令所需它的地方，那么就可以避免停顿
简答题：
1、 流水技术有哪些特点？
- 流水线实际上把一个大的功能部件
分解成多个独立的功能部件，并依靠他们的并行工作来提高吞吐率。.流水线各个时间段应尽可能相等，否则将引起流水线堵塞和断流。- 流水线每一个功能部件的前面都要有一个
缓冲寄存器。- 流水线技术适合于
大量重复时序过程，只有在输入端不断地提供任务，才能充分发挥流水线的效率。- 流水线需要
通过时间和排空时间。
2、 在5段流水线中，一条指令的执行需要几个时钟周期？它们分别是什么？
- 5个时钟周期
- 取值、译码、执行、访存、写回（取指令周期、指令译码/读寄存器周期、执行/有效地址计算周期、存储器访问/分支完成周期、写回周期）
3、 评价流水线的性能指标是什么
- 流水线吞吐率
- 流水线加速比
- 流水线效率
4、 什么叫相关？流水线中有哪几种相关？
相关概念：指两条指令存在某种依赖关系
分类：
- 数据相关
- 名相关
- 控制相关
补充考点
1、解决流水线瓶颈问题的常见方法：
- 细分瓶颈段
- 重复设置瓶颈段
2、吞吐率、加速比、效率计算
3、时空图画法
