某16位计算机中,带符号整数用补码表示,数据Cache和指令Cache分离。表5-1给出了指令系统中部分指令格式,其中Rs和Rd表示寄存器,mem表示存储单元地址,(x)表示寄存器x或存储单元x的内容。 该计算机采用5段流水方式执行指令,各流水段分别是取

admin2015-12-30  25

问题 某16位计算机中,带符号整数用补码表示,数据Cache和指令Cache分离。表5-1给出了指令系统中部分指令格式,其中Rs和Rd表示寄存器,mem表示存储单元地址,(x)表示寄存器x或存储单元x的内容。

该计算机采用5段流水方式执行指令,各流水段分别是取指(IF)、译码牍寄存器(ID)、执行/计算有效地址(EX)、访问存储器(M)和结果写回寄存器(WB),流水线采用“按序发射,按序完成”方式,没有采用转发技术处理数据相关,并且同一寄存器的读和写操作不能在同一个时钟周期内进行。
请回答下列问题:
若高级语言程序中某赋值语句为x=a+b,x、a和b均为int型变量,它们的存储单元地址分别表示为[x]、[a]和。该语句对应的指令序列及其在指令流中的执行过程如下图所示。

则这4条指令执行过程中I3的ID段和I4的IF段被阻塞的原因各是什么?

选项

答案I3的ID段被阻塞的原因:因为I3与I1和I2都存在数据相关,需等到I1和I2将结果写回寄存器后,I3才能读寄存器内容,所以I3的ID段被阻塞。I4的IF段被阻塞的原因:因为I4的前一条指令I3在ID段被阻塞,所以I4的IF段被阻塞。

解析
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