Tumasulo算法:假设浮点功能部件的延迟时间为:加减法3个时钟周期,乘法8个时钟周期,除法40个时钟周期,自己编写一段程序,重复上述步骤(2)的工作。并给出通过此项工作,得出什么结论?
时间: 2024-03-20 07:39:25 浏览: 87
软件延迟时间计算分析
为了使用Tomasulo算法来优化程序的执行效率和吞吐量,我们需要对程序进行重写,使用保留站和重命名技术来实现指令的动态调度和数据依赖关系的解析。下面是使用Tomasulo算法重写后的程序:
```
f1 = a + b
f2 = c - d
f3 = f1 * f2
f4 = e / f3
```
其中,a、b、c、d、e均为浮点数。根据浮点功能部件的延迟时间,我们可以得到每条指令的执行时间如下:
- f1 = a + b:3个时钟周期
- f2 = c - d:3个时钟周期
- f3 = f1 * f2:8个时钟周期
- f4 = e / f3:40个时钟周期
根据Tomasulo算法的原理,我们可以将指令的执行过程分为以下几个阶段:
(1)指令译码:将指令解码为操作吗、源操作数以及目的操作数,并确定指令类型和功能单元的需求。
(2)操作数获取:使用重命名技术,将指令源操作数从寄存器中获取,并将其重命名为一个唯一的标记,作为操作数标识符。若操作数未就绪,则将其标识符加入到相应功能单元的等待队列中。
(3)指令调度:根据操作数的就绪情况,将指令分配给可用的功能单元进行执行,并将结果保存到保留站中。若操作数未就绪,则将指令插入到等待队列中,并等待操作数就绪后再执行。
(4)结果写回:功能单元将操作结果写回到保留站中,并通知等待该结果的指令进行执行。
根据Tomasulo算法的执行过程,我们可以得到每条指令的执行时间如下:
- f1 = a + b:3个时钟周期
- f2 = c - d:3个时钟周期
- f3 = f1 * f2:8个时钟周期(因为需要等待f1和f2的值计算出来)
- f4 = e / f3:40个时钟周期(因为需要等待f3的值计算出来)
整个程序的执行时间为 3 + 3 + 8 + 40 = 54个时钟周期,与使用传统方法执行的结果相同。但是,Tomasulo算法能够充分利用处理器资源,提高指令执行效率和吞吐量,因此在处理大规模并行计算和数据密集型应用时具有显著的优势。
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