编写C++程序，实现17条MIPS典型指令的译码和仿真执行。要求： （1）指令集为17条运算、转移、访存指令。 （2）输入机器指令，系统能够根据指令功能改变相应的寄存器值和内存单元的值。 （3）软件结构结构应能仿真CPU的内部数据通路。 （4）用户界面自行设计。

计算机处理器主频为40MHz，程序的指令条数（I)一共5000条。它所包含的混合指令数和响应所需的时钟周期如下表给出。这个处理器的MIPS数和程序的执行时间分别为？（MIPS数保留1位小数，执行时间单位毫秒不要写） 指令类型 CPI 指令占比 算术和逻辑 1 60% 高速缓存命中的访存 2 18% 转移指令 4 12% 高速缓存失效的访存 8 10%

指令流水线有取指 （IF) 、译码 （ID) 、执行 （EX) 、访存 （MEM) 、写回寄存器堆 （WB) 五个过程段，共有 20 条指令连续输入此流水线。 （1）画出流水处理的时空图，假设时钟周期为 100ns。 （2）求流水线的实际吞吐率（单位时间里执行完毕的指令数）。

以下一段MIPS指令序列： i. addi $t1, $zero, 20 #R[$t1]←20 ii. lw $t2, 12（$a0) #R[$t2]←M[R[$a0]+12] iii. add $v0, $t1, $t2 #R[$v0] ←R[t1]+R[t2] 以上指令序列中，第ⅰ和ⅲ、第ⅱ和第ⅲ条指令之间发生数据相关。假定采用“取指、译码/取数、执行、访存、写回”这5段流水线方式，那么在采用“转发（前向通路, forwarding, bypassing）”技术时，需要在第3条指令前加入多少条空操作（nop）指令才能使这段程序不发生数据冒险？

用一台50MHZ处理机执行标准测试程序，它包含的混合指令数和相应所需的平均时钟周期数如下表所示： ——————————————————————————————————————————— 指令类型 | 指令数目 | 平均时钟周期数| 整数运算 | 45000 | 1 | 数据传送 | 32000 | 2 | 浮点运算 | 15000 | 2 | 控制传送 | 8000 | 2 | ——————————————————————————————————————————— 求有效MIPS速率。

以下是一段MIPS指令序列： addi ﹩t1, ﹩zero, 20 #R[﹩t1]<-20 lw ﹩t2, l2（﹩a0) #R[﹩t2]<-M[R[﹩a0]+12] add ﹩v0, ﹩t1, ﹩t2 #R[﹩v0]<-R[﹩t1]+R[﹩t2] 以上指令序列中，第1和第3，第2和第3条指令之间发生数据相关。假定采用“取指、译码/取数、执行、访存、写回”这种5段流水线方式，并控制在时钟的前半周期写寄存器堆，后半周期读寄存器堆，那么不采用“转发”技术时，需要在第3条指令前加入多少条空操作（nop）指令才能使这段程序不发生数据冒险。

I/O采用统一编址时，进行输入的操作的指令是（）

【单选题】下列说法正确的是:

请同学们在keil软件中编写一段含各类数据传送类指令的程序，并仿真运行，用录屏软件记录讲解过。 要求：1程序包含10种数据传送类指令；（10分） 2 视频中程序单步执行，讲解每条指令执行后寄存器的内容变化，以及变化原因，根据讲解清晰与完整程度得分。（10分）

设某机主频为8MHz ，每个机器周期平均含2 个时钟周期，每条指令平均有2.5 个机器周期，试问该机的平均指令执行速度为多MIPS？若机器主频不变，但每个机器周期平均含4 个时钟周期，每条指令平均有5个机器周期，则该机的平均指令执行速度又是多MIPS？由此可得出什么结论？

计算机中运行程序的三个步骤是按（）顺序执行的。