下面是一段MIPS指令序列：add$t1，$s1，$s0 #R[$t1]←R[$s1]+R[$s0]sub$t2，Ss0，$s3 #R[$t2]←R[$s0]-R[$s3]add$t1，St1，$t2 #R[$t1]←R[$t1]+R[$t2] 假定在一个采用“取指、译码／取数、执行、访存、写回”的五段流水线处理器中执行上述指令序列，请回答下列问题：

问答题以上指令序列中，哪些指令之间发生数据相关?

【正确答案】正确答案：因为第1条和第3条指令都会更新第3条指令用到的寄存器的值，有可能导致第3条指令取操作数时得到的是更新前的数据，这样，第3条指令就不能正确执行，所以，第1条和第3条指令、第2条和第3条指令之间发生数据相关。

【答案解析】

问答题若不采用“转发”技术的话，需要在何处、加入几条nop指令能保证这段指令序列的执行避免数据冒险。

【正确答案】正确答案：不采用“转发”技术的话，就只能通过在第3条指令前加nop指令来延迟第3条指令的执行。因为只有第2条指令把数据写回到寄存器$t2后(因第1条指令比第2条早完成，故此时第一条指令已经把数据写回到寄存器$t1中)，第3条指令才能从$t2取到正确的值，所以第2条指令的“写回”流水段后面才应该是第3条指令的“译码／取数”流水段，为此，在第2条和第3条指令之间必须插入3条nop指令，见表8-8。

【答案解析】

问答题如果采用“转发”技术，是否可以完全解决数据冒险?若不行，需要在何处，加入几条nop指令，才能使这段指令序列的执行避免数据冒险。

【正确答案】正确答案：采用“转发”技术，上述程序段可以完全避免数据冒险。只要把第1条指令“访存”段结束时在流水线寄存器中的$t1的值和第2条指令“执行”段结束时在流水段寄存器中的$t2的值同时“转发”到第3条指令的“执行”段内的ALU的两个输入端，这样，在ALU中运算的两个操作数都是正确的值，不会发生数据冒险，无需再插入nop指令，见表8-9。

【答案解析】

问答题在2)和3)两种情况下，执行上述3条指令的CPl分别是多少?(保留小数点后一位)

【正确答案】正确答案：在2)的情况下，不采用“转发”技术来执行上述3条指令，则需要的时钟周期数为10，故CPI为10／3=3．3。在4)的情况下，采用“转发”技术来执行上述3条指令，则需要的时钟周期数为7，故CPI为7／3=2．3。

【答案解析】