计算机组成原理中的指令流水线

这道题目考察的是计算机组成原理中的指令流水线（Instruction Pipelining）的概念和计算方法。

知识点：指令流水线

指令流水线是一种提高CPU执行指令效率的技术。它将指令的执行过程分解为多个阶段，每个阶段完成不同的任务，并且这些阶段可以并行执行。这样可以显著减少执行一条指令所需的总时间。

流水线的阶段通常包括：

1. 取指令（IF, Instruction Fetch）：从内存中取出指令。
2. 分析指令（ID, Instruction Decode）：对指令进行解码，确定需要的操作和操作数。
3. 执行指令（EX, Execute）：执行指令，进行算术或逻辑运算。
4. 访问内存（MEM, Memory Access）：访问内存以读取或写入数据。
5. 写回（WB, Write Back）：将执行结果写回寄存器。

题目分析

题目中提到了三个阶段：取指令、分析指令和执行指令。根据题目，每个阶段的时间分别是：

• 取指令时间：4Δt
• 分析指令时间：2Δt
• 执行指令时间：3Δt

顺序执行：
在顺序执行模式下，每条指令都需要等待前一条指令完全执行完毕后才能开始。因此，执行600条指令的总时间是每个阶段时间的总和乘以指令数量。

总时间 = (取指令时间 + 分析指令时间 + 执行指令时间) × 指令数量
= (4Δt + 2Δt + 3Δt) × 600
= 9Δt × 600
= 5400Δt

流水线执行：
在流水线执行模式下，不同指令的各个阶段可以重叠执行。流水线的效率取决于最慢的阶段，即瓶颈阶段。在本题中，取指令阶段是瓶颈，因为它需要4Δt。

流水线执行的总时间计算如下：

• 第一条指令需要完整的时间（4Δt + 2Δt + 3Δt）来完成所有阶段。
• 从第二条指令开始，每个阶段的时间可以与前一条指令的后续阶段重叠。

因此，流水线执行的总时间是：

• 第一条指令：9Δt
• 后续每条指令：取指令时间（4Δt），因为这是瓶颈阶段。

总时间 = 第一条指令的时间 + (后续指令数量 × 取指令时间)
= 9Δt + (600 - 1) × 4Δt
= 9Δt + 599 × 4Δt
= 9Δt + 2396Δt
= 2405Δt

所以，正确答案是 B. 2405。