流水线(Pipeline)介绍..
流水线(Pipeline)介绍
ADD Ra，Rb， Rc LD Rf，F SD Ra，A
IF ID EX MEM WB
IF ID EX MEM WB
SUB Rd，Re， Rf SD Rd，D
IF ID EX MEM WB
IF ID EX MEM WB
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动态调度
有些信息在译码时难以确定，如是否发生异 常、访存操作需要多少周期等，静态调度就 不能完成。 动态调度：硬件会重新安排指令的执行顺序 以减少停顿并同时保持数据流和异常行为。 优点：有些相关编译无法检测、编译器更加 简单、程序性能对机器依赖少
i: DSUB R1,R2,R3 j: DADD R4,R1,R3
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写后写冲突（WAW: Write After Write） 在 i 写入之前，j 先写。最后写入的结果 i 是 错误的。 这对应“输出相关”，寄存器换名技术可以 消除 i: DSUB R1,R4,R3
j: DADD R1,R2,R3 k: DMUL R6,R1,R7
Tomasulo算法小结
通过动态调度缓解流水线阻塞：例如减少CACHE 失效对性能的影响 保留站：重命名寄存器+缓存源操作数 •避免寄存器成为瓶颈 •避免WAW和WAR阻塞 •缺点： •硬件复杂性 •结果总线成为瓶颈，多条结果总线增加硬 件复杂度
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流水线技术一直是提高处理器速度的最有效 技术之一。但目前的在相关处插入阻塞，转发技 术，编译器调度都是尽量分离相关问题的指令， 使他们不会导致冲突，从而减少暂停的影响。虽 然都会相应的显著减少数据相关的次数提高流水 效率，但也会不可避免的增加硬件复杂度和编译 器的复杂性。 而动态调度则可以以硬件的方式调整指令执 行顺序，使不相关的后续指令得以不受暂停的影 响而继续执行，可以在降低编译器复杂度的同时 处理一些编译阶段无法知道的相关，在出现数据 冒险是尽量避免出现流水暂停。
流水线(Pipeline)介绍共53页文档
25、学习是劳动，是充(Pipeline)介绍
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
39、没有不老的誓言，没有不变的承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
JenkinsPipeline流水线项目构建
JenkinsPipeline流⽔线项⽬构建1. Pipeline简介1. 概念Pipeline，简单来说，就是⼀套运⾏在Jenkins上的⼯作流框架，将原来独⽴运⾏于单个或者多个节点的任务连接起来，实现单个任务难以完成的复杂流程编排和可视化的⼯作。
2. 使⽤Pipeline有以下好处（来⾃翻译⾃官⽅⽂档）：代码：Pipeline以代码的形式实现，通常被检⼊源代码控制，使团队能够编辑，审查和迭代其传送流程。
持久：⽆论是计划内的还是计划外的服务器重启，Pipeline都是可恢复的。
可停⽌：Pipeline可接收交互式输⼊，以确定是否继续执⾏Pipeline。
多功能：Pipeline⽀持现实世界中复杂的持续交付要求。
它⽀持fork/join、循环执⾏，并⾏执⾏任务的功能。
可扩展：Pipeline插件⽀持其DSL的⾃定义扩展，以及与其他插件集成的多个选项。
3. 如何创建Jenkins Pipeline呢？Pipeline脚本是由Groovy语⾔实现的，但是我们没必要单独去学习GroovyPipeline⽀持两种语法：Declarative(声明式)和Scripted Pipeline(脚本式)语法Pipeline也有两种创建⽅法：可以直接在 Jenkins的 Web UI界⾯中输⼊脚本；也可以通过创建⼀个 Jenkinsfile脚本⽂件放⼊项⽬源码库中（⼀般我们都推荐在 Jenkins中直接从源代码控制(SCM)中直接载⼊ Jenkinsfile Pipeline这种⽅法）。
2. 安装Pipeline插件Manage Jenkins->Manage Plugins->可选插件安装插件后，创建项⽬的时候多了 “流⽔线”类型3. Pipeline语法快速⼊门1. Declarative声明式-Pipeline创建项⽬点击确定流⽔线 ->选择HelloWorld模板⽣成内容如下：stage：代表流⽔线中的某个阶段，可能出现n个。
Jenkins-Pipeline详解
Jenkins-Pipeline详解1 - Jenkins Pipeline在Jenkins 2.0中，基于 Jenkins Pipeline，⽤户可以在⼀个 JenkinsFile 中快速实现⼀个项⽬的从构建、测试以到发布的完整流程，灵活⽅便地实现持续交付，并且可以保存和管理这个流⽔线的定义。
也就是说，Jenkins 2.0把Jenkins1.0中相关配置信息都转换成Code形式，即Pipeline as Code。
Jenkinsfile是⼀个⽂本⽂件，包含了流⽔线的逻辑，定义了流⽔线的各个阶段，在每个阶段可以执⾏相应的任务；是流⽔线概念在Jenkins中的表现形式，实现了构建步骤代码化、构建过程视图化；不同的Jenkins Plugin 扩展了Pipeline DSL可⽤的步骤和操作。
1.1 使⽤条件Jenkins 2.x或更⾼版本安装了Pipeline插件1.2 创建⽅式以流⽔线任务为例：在Jenkins job配置页⾯的pipeline部分，可以选择pipeline script 或者 pipeline script from SCM点击“Pipeline Syntax”可以查看Pipeline内置⽂档。
pipeline script ：直接script输⼊框⾥⾯输⼊pipeline script语句即可pipeline script from SCM ：配置代码存储地址，并指定Jenkinsfile路径1.3 pipeline 语法通过Groovy语⾔来实现pipeline。
2 - 脚本式（Scripted Pipeline）在Scripted Pipeline的JenkinsFile 中可以定义多个 Groovy 函数来扩展 Jenkins Pipeline 的能⼒，实现脚本式pipeline，其实就是在写Groovy代码。
因此这种⽅式受 Jenkins 的限制较少，可以灵活控制和定义⼀个流⽔线，实现复杂的功能。
11.jenkins流水线pipeline
11.jenkins流⽔线pipelineJenkins流⽔线pipeline流⽔线的概念⼯⼚：实体产品的⽣产环节，如：华为⼿机⽣产流⽔线IT企业：软件⽣产环节，如：需求调研，需求设计，概要设计，详细设计，编码，单元测试，集成测试，系统测试，⽤户验收测试，交付市场需求调研--可⾏性研究--产品项⽬⽴项--需求调研开发--设计开发测试--发布运⾏维护脚本式流⽔线pipeline的出现代表企业⼈员可以更⾃由的通过代码来实现不同的⼯作流程两种语法结构声明式：语法繁琐脚本式：语法简洁Jenkins pipelineJenkins2.0开始加⼊的功能pipeline：⽤代码定义⼀起软件的⽣产过程：构建-单元测试-⾃动化测试-性能-安全-交付流⽔线结构简介脚本式语法node定义脚本任务执⾏在哪台机器node('机器的标签'){待执⾏的任务}node：节点（某台机器），执⾏任务的具体环境stage：环节，表⽰⼀组操作，通常⽤来逻辑划分，stage表⽰某个环节，对应的是视图中的⼩⽅块，可以⾃由定义环节名称和其中要执⾏的代码（可以没有，但是建议有）创建⼀个流⽔线型的任务输⼊名字，选择流⽔线类型，点击确定切换到流⽔线，输⼊测试脚本node('gavin_win10'){echo '执⾏pipeline测试'}点击保存，然后点击⽴即构建进⾏测试Console OutputStarted by user unknown or anonymousRunning in Durability level: MAX_SURVIVABILITY[Pipeline] Start of Pipeline[Pipeline] nodeRunning on gavin_win10 in D:\jenkins-workspace\workspace\test_pipeline_style_demo1 [Pipeline] {[Pipeline] echo执⾏pipeline测试[Pipeline] }[Pipeline] // node[Pipeline] End of PipelineFinished: SUCCESSnode('gavin_win10'){stage('阶段1'){echo '执⾏pipeline测试'}stage('阶段2'){echo '执⾏pipeline测试'}stage('阶段3'){echo '执⾏pipeline测试'}stage('阶段4'){echo '执⾏pipeline测试'}}发现没有视图，⼩⽅块需要安装pipeline插件在插件管理菜单中搜索pipeline，然后点击安装，重启Jenkins即可node和stage可以相互嵌套stage('阶段1'){node(){sh "echo '执⾏pipeline测试'"}node('gavin_win10'){stage('阶段2'){echo '执⾏pipeline测试'}stage('阶段3'){echo '执⾏pipeline测试'}stage('阶段4'){bat "echo '执⾏pipeline测试'"}}}构建，控制台报错；Console OutputStarted by user gavinRunning in Durability level: MAX_SURVIVABILITY[Pipeline] Start of Pipeline[Pipeline] stage[Pipeline] { (阶段1)[Pipeline] nodeStill waiting to schedule task‘Jenkins’ is reserved for jobs with matching label expression解决；设置为尽可能的使⽤该节点Jenkinsfile管理流⽔线在项⽬跟⽬录下创建⼀个Jenkinsfile⽂件，输⼊以下测试内容node('gavin_win10'){stage('webapi测试'){echo '执⾏webapi测试'}stage('webui测试'){echo '执⾏webui测试'}stage('⽣成测试报告'){echo '执⾏⽣成测试报告'}stage('邮件通知'){echo '执⾏邮件通知'}}配置触发器Generic Webhook Trigger只需要配置token即可推送Jenkinsfile到gitee仓库等待Jenkins⾃动构建成功在Jenkinsfile⾥⾯执⾏脚本相当于在Jenkins的workspace下⾯执⾏命令但是发现workspace下⾯没有当前项⽬原因是还没有拉取项⽬，只是执⾏了Jenkinsfile⽂件解决：node('gavin_win10'){checkout scm //检出代码--作⽤相当于git clone/pull代码编码代码执⾏命令直接⽤pytest的命令⾏⽅式来执⾏stage('webapi测试'){pytest tc/D-管理员登录 -s --alluredir=tmp/report --clean-alluredirecho '执⾏webapi测试'}1 error原因:在Windows下执⾏，需要把命令包在双引号中bat "pytest tc/D-管理员登录 -s --alluredir=tmp/report --clean-alluredir"继续推送构建⼜报新的错误INTERNALERROR> OSError: [WinError 123] ⽂件名、⽬录名或卷标语法不正确。
流水线结构在cpu中的运用是一种
高效的计算方式。
流水线结构是一种在CPU中实现的技术，它允许在一个时钟周期内完成多条指令的执行。
流水线结构通过将一条指令分为若干个独立的阶段来实现，每个阶段都负责执行一部分指令。
这样，在一个时钟周期内就可以同时执行多条指令。
这样，CPU 就可以在一个时钟周期内完成多条指令的执行。
流水线结构带来了很多优点，主要有以下几点:
提高了CPU的运行速度，由于在一个时钟周期内可以同时执行多条指令，所以CPU的运行速度得到了提高。
提高了CPU的并行度，可以同时执行多条指令，并行度提高了。
降低了CPU的功耗。
缺点：但是流水线结构也带来了一些问题，比如流水线控制和数据相关性等，这些问题需要程序员在编程时进行特别处理。
当流水线执行过程中出现数据相关性时，就会导致流水线活动的阻塞，这种现象称为流水线冒险（Pipeline Hazard）。
数据相关性通常发生在两条指令之间，而在这两条指令之间的那些指令就会因为数据相关性而被阻塞。
解决这个问题的方法有两种:
数据相关性检测和预流控制（Data Hazard Detection and Control）。
这种方法可以在指令执行之前检测出数据相关性，
并采取适当的措施防止阻塞。
流水线重排（Pipeline Rescheduling）。
这种方法可以在程序运行过程中，重新调整指令的执行顺序，以避免数据相关性。
流水线控制是一种很复杂的问题，需要综合考虑很多因素，比如指令的类型、指令的执行顺序、流水线的结构等等。
在这些因素的综合影响下，程序员需要在编程时特别注意这些问题，以避免流水线的阻塞。
什么是自动化流水线？
什么是自动化流水线？自动化流水线（Automation Pipeline）是一种软件开发和部署流程的自动化方法。
它可以将软件开发流程和软件部署流程自动化，使得整个软件开发和部署流程被分解成为多个小的阶段，可以由一些自动化工具去管理和执行。
自动化流水线的目标是减少人工操作，减少人为错误，提高部署的效率和可靠性。
自动化流水线由多个自动化工具组成，这些工具可以实现自动化构建、测试、打包和部署任务。
自动化流水线的优点包括：•提高软件开发和部署的效率•减少手动操作的几率，减少出错的几率•提高软件部署的效率和可靠性•大量节省公司的人工成本•可以灵活配置不同环境和构建版本自动化流水线的主要组成部分包括版本控制、构建、测试、打包、部署等环节。
在这些环节中，自动化流水线需要用到多个自动化工具，下面是一些常用的自动化工具：版本控制工具版本控制工具是自动化流水线的第一步，它用来管理代码的版本，包括代码的提交，回滚，合并等操作。
版本控制工具可以帮助开发人员协同开发代码，在代码变更时保证代码的一致性和可追溯性。
常用的版本控制工具有Git、SVN等。
构建工具构建工具用来将源代码编译成可执行文件或者部署包。
构建工具可以帮助开发人员自动编译源代码，并在编译成功后生成可执行文件。
常见的构建工具有Gradle、Maven、Ant等。
测试工具测试工具是自动化流水线的核心部分，它可以通过自动化测试来优化软件的性能、功能和质量。
测试工具可以帮助开发人员在代码构建完成后自动运行测试用例，自动化检查代码的正确性和性能影响。
常见的测试工具有JUnit、Selenium、JMeter等。
打包工具打包工具是将构建好的软件打包成安装包或者部署包的工具。
打包工具可以将构建好的软件和其依赖的库文件打包成可执行的安装包或者部署包，以加快软件部署的速度。
常见的打包工具有IzPack、NSIS、ANTInstaller等。
部署工具部署工具用来将打包好的软件部署到特定的环境中。
流水线原理——ILP
llxx@ 18
直到C6，数据才可用
指令调度
• 指令调度，是RISC微处理器编译技术之一。 • 指令调度是解决数据相关的最经济的方法，它可以解决RAW、WAR 和WAW数据相关。 • 假设有这样一个指令序列： I0: R1+R2R3 I1: R3+R4R5 I2: R7 OR R8R9 • 假定我们按下列方法重新安排指令次序： R1+R2 R3 R7 OR R8 R9 R3+R4 R5
从此开始，每个 周期流出一条指 令，IPC≈1
Execute Store res.
pipelined instruction execution
Time
llxx@
9
流水线分类
• 单功能流水线：只能完成一种功能的流水线，如浮点加法 流水线。 • 多功能流水线：流水线的各段可以进行不同的连接，从而 使流水线在不同的时间完成不同的功能。 • 静态流水线：在某一时间段内，流水线的各段只能按同一 种功能的连接方式工作，即只有当输入是一串相同性质的 操作时其性能才能得到发挥。 • 动态流水线：在某一段时间内，某些段正在实现某类操作 （定点乘），其他段却在实现另一类操作（浮点加）。 • 线性流水线：流水线的各段串行连接，没有反馈回路。 • 非线性流水线：流水线中除了串行的通路，还有反馈回来。 • 顺序流水线：流水线的流出顺序与其流入顺序相同。 • 乱序流水线：流水线的流出顺序与其流入顺序不同。
Pipelined
non-pipelined dish cleaning
Time
pipelined dish cleaning
Time
• 流水过程由多个相互联系的子过程组成，每个子过程称为 流水线的“级”或“段”。
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IF 段 IM
流水线寄存器
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ALU
2.3 数据冒险
一条指令必须等到另一条指令的完成而造成 的流水线暂停的情况叫做数据冒险。形如： add $s0, $t0, $t0 sub $t2, $s0 $t3 加法指令需要到WB阶段后才写回结果，减法 指令此时才可以继续执行。在不任何干预的 情况下，流水线白白浪费了三个时钟周期。
结构冲突（资源冲突）：流水线中多条指令在同一 时钟周期内争用同一功能部件的现象。即因硬件资 源满足不了指令重叠执行的要求而发生的冲突。 常见的导致结构相关的原因：
功能部件不是完全流水或者资源不够用。
例如访存冲突
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结构冒险
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2.2 结构冒险的解决办法
MIPS指令集是为流水线设计的，在设计流水 线过程中能够很容易的避免结构冒险。 但是流水结构中只有一个存储器时，两条指 令同时在一个存储器中预取指令就会发生结 构冒险。
5
采用相同的功能模块，指令顺序执行和按照流水线 技术执行，在时间上可以看出流水线指令的执行速 度提高了大了CPU的指令吞吐量—即单位时 间执行指令的条数，但是它未减少指令各自 的执行时间。实际上流水线技术要对流水线 附加一些控制，因而了增加开销，使单条指 令执行时间略有增加。吞吐量的增大意味着 程序运行的更快，总的执行时间变短，尽管 没有一条指令的执行变快。
流水线的描述：最常用的方法是时间-空间图
横坐标：表示时间，即各个任务在流水线中所
经过的时间 纵坐标：表示空间，即流水线的各个子过程， 也称为级、流水线深度(Stage)
3
流水线时间空间图
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流水线技术应用到处理器中就是采用流水线 方式执行指令。一个MIPS指令包包含五个处 理步骤： 1.取指令周期（IF） 2.指令译码/读寄存器周期（ID） 3.执行操作/计算地址（EX） 4.从数据存储器中读取操作数（MEM） 5.将结果写回寄存器堆（WB）
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2.4 数据冒险的解决办法
根据指令中读写访问的顺序，可以将数据冒 险分为三类。分别是: 写后读（RAW） 写后写 (WAW) 读后写 (WAR)
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写后读冒险（RAW: Read After Write） 在 i 写入之前，j 先去读。j 会错误的获取旧 值。 这对应“真数据相关”，为了确保j可以得到 正确的i值，必须保持程序的顺序。
i: DSUB R1,R2,R3 j: DADD R4,R1,R3
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写后写冲突（WAW: Write After Write） 在 i 写入之前，j 先写。最后写入的结果 i 是 错误的。 这对应“输出相关”，寄存器换名技术可以 消除 i: DSUB R1,R4,R3
j: DADD R1,R2,R3 k: DMUL R6,R1,R7
转发（旁路）方式解决数据冒险
形如：add $s0, $t0, $t0 sub $t2, $s0 $t3，减法指令要等到加 法指令写回寄存器堆时才可以执行指令，浪 费了时间。转发技术：在加法指令在ALU运 算一结束就将结果送给减法指令的输入项。 这样从内部资源中直接提前得到缺少的运算 项的过程叫做转发。
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2.流水线的冒险
尽管流水线可以带来处理器性能上的提高，但是不 是所有的指令就直接可以进行流水线操作，在指令 执行中的下一个周期中的下一条指令不能执行，这 种情况叫做冒险。有三类冒险：
1.结构冒险 2.数据冒险 3.控制冒险 流水线中的冒险会引起流水线停顿，部分指令就要延期执行。
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2.1 结构冒险
Can’t happen in MIPS 5 stage pipeline because: - All instructions take 5 stages, and - Writes are always in stage 5
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读后写冲突（WAR: Write After Read）
在 i 读之前，j 先写。i 读出的内容是错误的！ 这对应“反相关” ，寄存器换名技术可以消 除
i: DSUB R4,R1,R3 j: DADD R1,R2,R3 k: DMUL R6,R1,R7
Can’t happen in MIPS 5 stage pipeline because: - All instructions take 5 stages, and - Reads are always in stage 2, and 读后读RAR不是数据冒险， 读操作不改变值 19 - Writes are always in stage 5
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为消除资源冲突而插入的流水线气泡 （Bubble）
时间（时钟周期） 1 load M 2 Reg 3
ALU
4 M
5 Reg
6
7
8
ALU
指令 i+1
M
Reg
M
Reg
ALU
指令 i+2
M
Reg
M
Reg
暂 停
气泡
气泡
气泡
气泡
气泡
ALU
指令 i+3
M
Reg
M
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解决办法二
设置相互独立的指令存储器和数据存储器或 设置相互独立的指令Cache和数据Cache。
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在原始的数据通路中用流水线寄存器将流水线各部分分 开，这些寄存器可以存储所有穿过它的数据，寄存器的宽度 都足够大。目前流行的有128位，97位，64位。 有了流水线寄存器后，转发就变的简单了。在指令执行 的五个阶段中间各加了个寄存器记录流过的数据。
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时间（时钟周期） 1 DADD R1， R2， R3 IM 2 Reg 3 4 DM 5 Reg 6
ALU
ALU
DSUB R4，R1，R5
IM
Reg
DM
Reg
ALU
XOR R6，R1，R7
IM
Reg
DM
ALU
AND R8，R1，R9
IM
Reg
OR R10，R1，R11
IM
Reg
AND,OR操作不会暂停，但是DSUB,XOR指 令需要等待DADD在WB阶段写回数据后才 可以执行。
处理器流水线相 关技术
报告人：Hardy
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流水线技术
1.流水线的概念 2.流水线的冒险和冒险的解决办法 3.多发射处理器
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1.流水线的概念
流水线技术：
把一个重复的过程分解为若干个子过程，每个子过 程由专门的功能部件来实现。将多个处理过程在时 间上错开，依次通过各功能段，这样，每个子过程 就可以与其他子过程并行进行。