計(jì)算機(jī)組成原理章節(jié)練習(xí)(2020.06.02)

下列指令序列用來(lái)對(duì)兩個(gè)數(shù)組進(jìn)行處理，并產(chǎn)生結(jié)果存放在$v0中。假定每個(gè)數(shù)組有2500個(gè)字，其數(shù)組下標(biāo)為0到2499。兩個(gè)數(shù)組的基地址分別存放在$a0和$a1中，數(shù)組長(zhǎng)度分別存放在$a2和$a3中。要求為以下MIPS指令序列加注釋，并簡(jiǎn)單說(shuō)明該過(guò)程的功能。假定該指令序列運(yùn)行在一個(gè)時(shí)鐘頻率為2GHz的處理器上，add、addi和sll指令的CPI為1；lw和bne指令的CPI為2，則最壞情況下運(yùn)行所需時(shí)間是多少秒？

以下指令序列中，哪些指令對(duì)發(fā)生數(shù)據(jù)相關(guān)？假定采用“取指、譯碼/取數(shù)、執(zhí)行、訪存、寫(xiě)回”五段流水線方式，那么不用“轉(zhuǎn)發(fā)”技術(shù)的話，需要在發(fā)生數(shù)據(jù)相關(guān)的指令前加入幾條nop指令才能使這段程序避免數(shù)據(jù)冒險(xiǎn)？如果采用“轉(zhuǎn)發(fā)”是否可以完全解決數(shù)據(jù)冒險(xiǎn)？不行的話，需要在發(fā)生數(shù)據(jù)相關(guān)的指令前加入幾條nop指令才能使這段程序不發(fā)生數(shù)據(jù)冒險(xiǎn)？