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面试题

关于计算机的指令流水线,由四个功能段组成并且每个功能段的指令执行时间分别为90ns、80ns、70ns和60ns。请计算该计算机CPU的最短时钟周期是多少?

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答案:

解答思路:

在这个问题中,指令流水线由四个功能段组成,每个功能段执行不同的任务,并且需要一定的时间来完成这些任务。为了得到CPU时钟周期的最小值,我们需要考虑指令在流水线上连续流动的情况。在这种情况下,指令在一个功能段执行的同时,下一个指令已经在另一个功能段开始执行。因此,我们需要将四个功能段的时间加在一起,得到总的执行时间,然后考虑流水线重叠执行的情况来确定CPU时钟周期的最小值。

最优回答:

考虑到指令流水线由四个功能段组成,每个功能段的执行时间分别为90ns、80ns、70ns和60ns。为了得到CPU时钟周期的最小值,我们需要将这四个时间加在一起,即90ns + 80ns + 70ns + 60ns = 300ns。但由于流水线的设计允许部分指令在某一功能段执行时,其他指令已经在后续功能段开始执行,因此实际的CPU时钟周期会小于这个时间总和。但最小的CPU时钟周期至少等于最长时间的功能段时间,即90ns。所以,该计算机的CPU时钟周期至少是90ns。

解析:

指令流水线是CPU执行指令的一种高效方式,通过将指令分解为多个步骤并在不同功能段中并行执行,提高了CPU的执行效率。CPU时钟周期是CPU执行一条指令或一个操作所需的时间。在流水线设计中,由于指令的并行执行,CPU时钟周期可以小于单个功能段的执行时间总和。此外,流水线的设计还会考虑到指令的依赖性、缓存访问时间等因素。这些知识对于理解计算机架构和性能优化非常重要。
创作类型:
原创

本文链接:关于计算机的指令流水线,由四个功能段组成并且每个功能段的指令执行时间分别为90ns、80ns、70n

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