- خط لوله: چندین دستورالعمل به طور همزمان در حال اجر هستند.
- خط لوله به بخش ها یا قطعات تقسیم می شود.
- چرخه ماشین بوسیله کندترین مرحله خط لوله معین می گردد.
- معمولا چرخه ماشین = پالس ساعت
خط لوله ای کردن ـ اگر n تکلیف (Task) داشته باشیم که زمان اجرای هر کدام از آن ها برابر با tn باشد (زمان انجام کل تکالیف = n*tn)، با فرض اینکه تعداد قطعات خط لوله k باشد و هر قطعه در tp انجام پذیر باشد (پالس ساعت = tp):
- Task اول در k پالس (k*tp) انجام می پذیرد.
- Task های دیگر هر کدام در پالس زمانی بعدی (یک پالس زمانی) تکمیل خواهند شد، پس زمان لازم برای انجام (n-1) تکلیف دیگر برابر با (n-1)*tp خواهد شد.
- در نتیجه افزایش سرعت پردازش خط لوله نسبت به پردازش غیر خط لوله ای از فرمول زیر محاسبه می گردد: S = ntn / (k + n – 1) tp
نکاتی در مورد پردازش خط لوله ای:
- پردازش خط لوله ای یک کار خاص را سریعتر نمیکند، بلکه توان عملیاتی کل را بهبود میبخشد.
- سرعت خط لوله توسط کندترین مرحله محدود میگردد.
- با استفاده از منابع مختلف چند کار همزمان باهم اجرا میشوند.
- در حالت ایده آل، تسریع به تعداد مراحل خط لوله است.
- مراحل نامتعادل (با زمان اجرای نامساوی) سرعت و کارایی خط لوله را کاهش میدهد.
- زمانی که برای پر کردن و خالی کردن خط لوله صرف میشود نیز باعث کاهش سرعت خط لوله میگردد.
مثال: شستن لباسها (Ali, Bahram, Cathy, Dara):
- هر کدام مقداری لباس دارند که می خواهند بشورند، خشک کنند و اتو کنند.
- عمل شستن ۳۰ دقیقه طول می کشد.
- عمل خشک کردن ۴۰ دقیقه طول می کشد.
- اتو زدن ۲۰ دقیقه طول می کشد.لباسشویی به صورت متوالی، در انجام متوالی اعمال مذکور ۶ ساعت برای کار چهار نفر طول میکشد.
- لباسشویی به صورت خط لوله ای، انجام اعمال مذکور به صورت خط لوله ای ۳.۵ ساعت برای کار چهار نفر طول میکشد.