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=== 流水线-概念 ===
相关参数计算：'''<big>流水线执行时间计算</big>'''、'''<big>流水线吞吐率</big>'''、流水线加速比、流水线效率



流水线是指在程序执行时'''<big>多条指令重叠进行操作</big>'''的一种准并行处理实现技术。

各种部件同时处理是针对不同指令而言的，它们可同时为多条指令的不同部分进行工作，以提高各部件的利用率和指令的平均执行速度。

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=== 流水线-流水线计算 ===
[[文件:流水线计算.png|无|缩略图|1224x1224像素]]一条指令的执行过程可以分解为取指、分析和执行三步，在取指时间 t<sub>取指</sub>=3∆t、分析时间 t<sub>分析</sub>=2∆t、执行时间 t<sub>执行</sub>=4∆t 的情况下，若按串行方式执行，则10条指令全部执行完需要（90）∆t ；

若按流水线的方式执行，流水线周期为（9）∆t ，则10条指令全部执行完需要（45）∆t 。

顺序执行的计算：(3+2+4)×10=90

流水线周期的计算：3+2+4=9

流水线10条指令全部执行完的计算：（3+2+4）+（10-1）×4=9+36=45

如果是选择题，选项中没有按理论公式计算得出的结果，就用实践公式计算：3×4+（10-1）×4=12+36=48


==== 流水线计算理论公式和实践公式对比 ====
[[文件:流水线计算理论公式和实践公式对比.png|无|缩略图|956x956像素]]

=== 流水线-流水线吞吐率计算 ===
流水线的吞吐率（Though Put rate，TP）是指在'''<big>单位时间内流水线所完成的任务数量或输出的结果数量</big>'''。

计算流水线吞吐率的最基本的公式如下：
[[文件:流水线吞吐率基本公式.png|无|缩略图|490x490像素]]



流水线最大吞吐率：
[[文件:流水线最大吞吐率公式.png|无|缩略图|588x588像素]]一条指令的执行过程可以分解为取指、分析和执行三步，取指时间 t<sub>取指</sub>=3∆t、分析时间 t分析=2∆t、执行时间 t执行=4∆t。

10条指令的吞吐率？最大吞吐率？

==== 10条指令的吞吐率 ====
(3+2+4)+(10-1)×4=9+36=45∆t

==== 最大吞吐率 ====
流水线最大吞吐率就是流水线周期的倒数：1/4∆t



=== 例题讲解 ===
下列关于流水线方式执行指令的叙述中，不正确的是（）。

A、流水线方式可提高单条指令的执行速度  √

B、流水线方式下可同时执行多条指令

C、流水线方式提高了各部件的利用率

D、流水线方式提高了系统的吞吐率



将一条指令的执行过程分解为取指、分析和执行三步，按照流水方式执行，

若取指时间 t<sub>取指</sub>=4∆t、分析时间 t<sub>分析</sub>=2∆t、执行时间 t<sub>执行</sub>=3∆t，

则执行完100条指令，需要的时间为（）∆t

A、200

B、300

C、400

D、405  √

（4+2+3）+（100-1）×4=9+99×4=9+396=405

吞吐率：指令总条数/指令的执行时间=100/405∆t

最大吞吐率：1/4∆t