南昌建设网站,页游大全,陕西百威建设监理有限司网站,免费推广网站平台1.2.6存储结构-磁盘管理#xff1a;单缓冲区与双缓冲区读取、流水线周期、计算流水线执行时间流水线周期计算流水线执行时间微秒#xff0c;时间单位#xff0c;符号μs#xff08;英语#xff1a;microsecond #xff09;#xff0c;1微秒等于百万分之一秒#xff08;…
1.2.6存储结构-磁盘管理单缓冲区与双缓冲区读取、流水线周期、计算流水线执行时间流水线周期计算流水线执行时间微秒时间单位符号μs英语microsecond 1微秒等于百万分之一秒10的负6次方秒1毫秒等于千分之一秒10的负3次方秒。 假设磁盘块与缓冲区大小相同每个盘块读入缓冲区的时间为15μs(微秒)由缓冲区送至用户区的时间是5μs在用户区内系统对每块数据处理时间为11μs若用户需要将大小为10个磁盘块的Doc1文件逐块从磁盘读入缓冲区并送至用户区进行处理那么采用单缓冲区需要花费的时间为201μs采用双缓冲区需要花费的时间为156μs。
这道题中处理数据有三个步骤
从磁盘读入到缓冲区(15μs)从缓冲区读入到内存用户区(5μs)处理内存用户区数据(1μs)
单缓冲区 步骤1和2都需要访问临界资源——缓冲区所以需要合并成一个操作阶段。 使用缓冲区时不能并行必须分开执行时间为15μs5μs20μs其次处理数据1μs。 构造成流水线后整个过程划分为2个阶段1. 从磁盘读入到缓冲区(15μs)同时从缓冲区读入到用户区(5μs)共20μs2. 处理内存用户去数据(1μs)。 根据流水线处理公式 流水线执行时间20μs1μs(10-1)×20μs201μs
双缓冲区 可以实现读入到缓冲区2和从缓冲区1读入到用户区的并发。 读入缓冲区和从缓冲区读入用户区可以对不同的缓冲区进行也就是说步骤1和2可以并行处理。 对于这里构造成流水线后整个过程划分为3个阶段 1. 从磁盘读入到缓冲区(15μs)2. 从缓冲区读入到用户区(5μs)3. 处理内存用户去数据(1μs)。 根据流水线执行公式 流水线执行时间15μs5μs1μs(10-1)×15μs156μs
图解如下 流水线周期
流水线应用过程中会将需要处理的工作分为N个阶段最耗时的那一段所消耗的时间称为流水线周期。 如使用流水线技术执行100条指令每条指令取指2ms分析4ms执行1ms则流水线周期为4ms。
计算流水线执行时间
延续上面场景将1个任务的执行过程可分成N个阶段假设每个阶段完成时间为t则完成该任务所需的时间为Nt。若以传统的方式则完成k个任务的时间为kNt而使用流水线技术执行且花费的时间是Nt(k-1)t。也就是说。除了第一个任务需要完整的时间外其他都通过并行节省了大量的时间。所以流水线的执行时间可通俗的表达为
流水线执行时间第1条指令的执行时间(n−)×流水线周期流水线执行时间第1条指令的执行时间(n-)×流水线周期 流水线执行时间第1条指令的执行时间(n−)×流水线周期 注意n表示需要处理的任务数量
考试时又需要注意一个细节流水线的执行时间计算进一步可以分为理论情况与实际情况两种不同的方式。
比如 某计算机系统一条指令的执行时间需要经历取指(2ms)分析(4ms)执行(1ms)三个阶段现要执行100条指令利用流水线技术需要多长时间
理论上来说1条指令的执行时间为2ms4ms1ms7ms 所以理论流水线执行时间2ms4ms1ms(100-1)×4ms403ms
而实际上真正做流水线处理时考虑到处理的复杂性会将指令的每个执行阶段的时间都统一为流水线周期即1条指令的执行时间为4ms4ms4ms12ms 所以实际流水线执行时间4ms4ms4ms(100-1)×4ms408ms
考试时80以上的概率采用理论公式计算如果理论公式计算结果无正确选项再用实际公式计算。
