计算机系统结构第一章作业及答案
计算机系统结构试题及答案—西安理工大学

解答: 1. 2. 3. 4. 5. 五.应用题 1. 由 4 位数 (其中最低位为下溢处理的附加位) 经 ROM 查表舍入法, 下溢处理成 3 位结果, 设 计使下溢处理平均误差接近于 0 的 ROM 表,列出 ROM 编码表的地址与内容的对应关系。 2. 若某机器要求有:三地址指令 4 条,单地址指令 255 条,零地址指令 16 条。假设指令字 长 为 12 位,每个地址码长位 3 位,能否以扩展操作码为其编码?如果其中单地址指令为 254 条呢 ?说明其理由。 3. 用于文字处理的某专用机,每个文字符用 4 位十进制数字(0~9)编码表示,空格则用︼ 表示,在对传送的文件符号和空格进行统计后,得出数字和空格的出现频度分别为
4. 开发并行性的途径有时间重叠, ( )和资源共享。 A 重叠流水 B 共享主存 C资源重复 ) 。 C 双工系统 D 机群系统 D软件共享
5. 开发并行性的途径有时间重叠,资源重复和( A指令流水线 B资源共享
6. 计算机系统的层次结构按照有高到低的顺序分别为( ) 。 A 高级语言机器级,汇编语言机器级,传统机器语言机器级,微程序机器级 B 高级语言机器级,应用语言机器级,汇编语言机器级,微程序机器级 C 应用语言机器级,传统机器语言机器级,汇编语言机器级,操作系统机器级 D 应用语言机器级,操作系统机器级,微程序机器级,传统机器语言机器级 7. 自定义数据表示包括()和标识符数据表示。 A数据描述符 表 示 8. 对于计算机系统结构,下列哪些是透明的? a)数据表示 解答: b)指令系统 c)寄存器组织 d)存储器的模的交叉存取 B向量数组数据表示 C标识符数据表示 D堆栈数据
4.
硬件和软件在什么意义上是等效的?在什么意义上又是不等效的?试举例说明。
5. 想在系列机中发展一种新型号机器,你认为下列哪些设想是可以考虑的?哪些则 是不行的?为什么? (1)新增加字符数据类型和若干条字符处理指令,以支持事务处理程序的编译。 (2)为增强中断处理功能,将中断分级由原来的 4 级增加到 5 级,并重新调 整 中断响应 的优先次序。 (3)在 CPU 和主存之间增设 Cache 存贮器,以克服因主存访问速率过低而造 成 的系统性 能瓶颈。 (4) 将 CPU 与主存之间的数据通路宽度由 16 位扩展成 32 位,以加快主机 内 部信息的传 送。 (5)为增加寻址灵活性和减少平均指令字长,将原来全部采用等长操作码的指令 改成有 3 类不同码长的扩展操作码;将源操作数寻址方式由原来的操作码指明改成增加一个如 VA X —11 那样的寻址方式位字段来指明。
计算机组成与系统结构课后答案免费版全(清华大学出版社 袁春风主编)

计算机组成与系统结构课后答案免费版全(清华大学出版社袁春风主编)计算机组成与系统结构课后答案免费版全(清华大学出版社-袁春风主编)第一章练习答案5.若有两个基准测试程序p1和p2在机器m1和m2上运行,假定m1和m2的价格分别是5000元和8000元,下表给出了p1和p2在m1和m2上所花的时间和指令条数。
程序p1p2m1指令条数200×106300×103执行时间(ms)100003指令条数150×106420×103m2执行时间(ms)50006请回答下列问题:(1)对于p1,哪台机器的速度快?快多少?对于p2呢?(2)在m1上执行p1和p2的速度分别是多少mips?在m2上的执行速度又各是多少?从执行速度让我们看看,对于P2,哪台机器速度快?多快?(3)假设M1和M2的时钟频率分别为800 MHz和1.2 GHz,则P1在M1和M2上执行时的平均时钟周期期数cpi各是多少?(4)如果某个用户需要大量使用程序p1,并且该用户主要关心系统的响应时间而不是吞吐率,那么,当用户需要购买大量机器时,他应该选择M1还是M2?为什么?(注意:在性价比方面)(5)如果另一个用户也需要购买大量机器,但用户同样使用P1和P2,那么主要的问题是响应时间间,那么,应该选择m1还是m2?为什么?参考答案:(1)对于p1,m2比m1快一倍;对于p2,m1比m2快一倍。
(2)对于M1,P1的速度为200m/10=20mips;P2为300K/0.003=100mips。
对于m2,p1的速度为:150m/5=30mips;p2为420k/0.006=70mips。
就执行速度而言,对于P2,因为100/70=1.43倍,M1比m2快0.43倍。
(3)在M1上执行P1时的平均时钟周期数CPI为:10×800m/(200×106)=40在m2上执行p1时的平均时钟周期数cpi为:5×1.2g/(150×106)=40。
计算机体系结构课后习题原版答案PDF版 张晨曦

令系统结构分为堆栈结构、累加器结构和通用寄存器结构。 2.3 常见的 3 种通用寄存器型指令集结构的优缺点有哪些? 答:
指令系统结构类型 优 点 缺 点
指令字长固定,指令结构简 寄存器-寄存器型 (0,3) 洁,是一种简单的代码生成 模型,各种指令的执行时钟 周期数相近。 可以在 ALU 指令中直接对 寄存器-存储器型 (1,2) 存储器操作数进行引用,而 不必先用 load 指令进行加 载。容易对指令进行编码, 目标代码比较紧凑。
系列机: 由同一厂家生产的具有相同系统结构、 但具有不同组成和实现的一系列不同型号的 计算机。 软件兼容: 一个软件可以不经修改或者只需少量修改就可以由一台计算机移植到另一台计算 机上运行。差别只是执行时间的不同。 向上(下)兼容:按某档计算机编制的程序,不加修改就能运行于比它高(低)档的计算机。 向后(前)兼容:按某个时期投入市场的某种型号计算机编制的程序,不加修改地就能运行 于在它之后(前)投入市场的计算机。 兼容机:由不同公司厂家生产的具有相同系统结构的计算机。 模拟: 用软件的方法在一台现有的计算机 (称为宿主机) 上实现另一台计算机 (称为虚拟机) 的指令系统。 仿真: 用一台现有计算机 (称为宿主机) 上的微程序去解释实现另一台计算机 (称为目标机) 的指令系统。 并行性: 计算机系统在同一时刻或者同一时间间隔内进行多种运算或操作。 只要在时间上相 互重叠,就存在并行性。它包括同时性与并发性两种含义。 时间重叠:在并行性概念中引入时间因素,让多个处理过程在时间上相互错开,轮流重叠地 使用同一套硬件设备的各个部分,以加快硬件周转而赢得速度。 资源重复:在并行性概念中引入空间因素,以数量取胜。通过重复设置硬件资源,大幅度地 提高计算机系统的性能。 资源共享:这是一种软件方法,它使多个任务按一定时间顺序轮流使用同一套硬件设备。 耦合度:反映多机系统中各计算机之间物理连接的紧密程度和交互作用能力的强弱。 紧密耦合系统:又称直接耦合系统。在这种系统中,计算机之间的物理连接的频带较高,一 般是通过总线或高速开关互连,可以共享主存。 松散耦合系统:又称间接耦合系统,一般是通过通道或通信线路实现计算机之间的互连,可 以共享外存设备(磁盘、磁带等) 。计算机之间的相互作用是在文件或数据集一级上进行。 异构型多处理机系统:由多个不同类型、至少担负不同功能的处理机组成,它们按照作业要 求的顺序, 利用时间重叠原理, 依次对它们的多个任务进行加工, 各自完成规定的功能动作。 同构型多处理机系统: 由多个同类型或至少担负同等功能的处理机组成, 它们同时处理同一 作业中能并行执行的多个任务。
系统结构复习

中国地质大学(武汉)计算机学院吴湘宁计算机体系结构习题及答案第一章基础知识1.名词解释翻译解释模拟仿真透明性程序访问局部性[答案]略2. 一个经解释实现的计算机可以按功能划分为四级. 每一级为了执行一条指令需要下一级的N条指令. 若执行第一级的一条指令需要的时间为K ns, 那么执行第二、三、四级的一条指令各需要多少时间?3. 计算机系统按功能划分层次结构的好处主要体现在哪些方面?[答案] (1) 有利于理解软件, 硬件和固件在系统中的地位和作用;(2) 有利于理解各种语言的实质和实现途径;(3) 有利于推动计算机系统结构的发展;(4) 有利于理解计算机系统结构的定义.4. 什么是透明性? 对计算机系统结构, 下列哪些是透明的? 哪些是不透明的?1) 存储器的模m交叉存取; 2) 浮点数据表示; 3) I/O系统是采用通道方式还是I/O处理机方式; 4) 阵列运算部件; 5) 数据总线宽度; 6) 通道是采用结合型的还是独立型的; 7) 访问方式保护; 8) 程序性中断; 9) 串行、重叠还是流水控制方式; 10) 堆栈指令; 11) 存储器的最小编址单位; 12) Cache存储器.[答案] 一种本来是存在的事务或属性, 但从某种角度看却好像不存在, 称为透明性.对计算机系统结构来说透明的是: 1), 4), 5), 6), 9), 12)对计算机系统结构来说不透明的是:2), 3), 7), 8), 10), 11)5. 什么是计算机体系结构? 什么是计算机组成? 什么是计算机实现? 并说明三者的关系和相互影响?[答案] 计算机系统结构是计算机系统的软, 硬件分界面, 是机器语言程序员或是编译程序员所需了解的计算机属性;计算机组成是计算机系统结构的逻辑事项;计算机实现是计算机组成的物理实现.三者的关系和互相影响为:(1) 具有相同系统结构的计算机可以采用不同的组成;(2)(2) 一种计算机组成可以采用多种不同的计算机实现;(3) 计算机组成、计算机实现对计算机系统结构有着很大的影响;(4) 计算机系统结构的设计不应限制计算机组成和实现技术,应能用于高档机,也可用于低挡机;(5) 在不同时期, 计算机系统结构,、组成和实现所包含的内容会有所变化,三者之间的界线常常很模糊.6. 从机器(汇编)语言程序员角度看, 以下哪些是透明的?1) 指令地址存储器; 2) 指令缓冲器; 3) 时标发生器; 4) 条件码寄存器; 5) 乘法器; 6) 主存地址寄存器; 7) 磁盘外设; 8) 先行进位链; 10) 通用寄存器; 11) 中断字寄存器.[答案] 对机器(汇编)语言程序员来说透明的有: 2), 3), 5), 6), 8), 9)对机器(汇编)语言程序员来说不透明的有: 1), 4), 7), 10), 11)7. 假设在一台40 MHz处理机上运行200 000条指令的目标代码, 程序主要由四种类型的指令所组成. 根据程序跟踪实验结果, 各类指令的混合比和每类指令的CPI值如表1.9所示.(1) 试计算在单处理机上执行上述该程序时的平均CPI;(2) 根据(1)所得到的CPI, 计算相应的MIPS速率及程序的执行时间.[答案] (1) 2.24 CPI (2) 17.86 MPIS; 0.0112 s8. 某工作站采用时钟频率为15 MHz、处理速率为10 MIPS的处理机来执行一个程序,假定每次存储器存取为1周期延迟, 试问:(1) 此计算机的有效CPI是多少?(2) 假定将处理机的时钟频率提高到30 MHz, 但存储器子系统速率不变, 这样, 每次存储器存取需要两个时钟周期. 如果30%的指令每条只需要一次存储存取, 而另外5%的指令每条需要两次存储存取, 还假定已知混合程序的指令数不变, 并与原工作站兼容, 试求改进后的处理机性能.[答案] (1) 1.5 CPI; (2) 15.8 MPIS9.什么是并行性?它分为哪两种类型?开发计算机系统并行性的主要技术途径有哪三个?沿这些途径分别发展出什么类型的计算机?[答案]略10.实现软件移植的途径有哪些?[答案]略11.什么是Flynn分类法,按照Flynn分类法可将计算机系统分为哪几类?[答案]略第二章指令系统1. 名词解释数据类型、数据表示、规格化浮点数、Huffman编码、扩展编码、RISC[答案]略2. 某模型机有8条指令I1~I8, 它们的使用频度分别为0.3, 0.3, 0.2, 0.1, 0.05, 0.02, 0.02, 0.01.(1) 试分别用Huffman编码和平均码长最短的等长扩展码(限定为两种码长)对其操作码进行编码.(2) 分别计算Huffman编码和等长扩展码编码的平均长度.[答案] (1) 操作码的Huffman编码和2-4等长扩展码编码如下表1所示.(2) Huffman编码的平均长度为2.38位; 等长扩展码编码的平均码长为2.8位.3. 某模型机有10条指令I1~I10, 它们的使用频度分别为0.3, 0.24, 0.16, 0.12, 0.07, 0.04, 0.03,0.02, 0.01, 0.01.(1) 计算机采用等长操作码表示时的信息冗余量.(2) 要求操作码平均码长最短, 试设计操作码的编码, 并计算所设计操作码的平均长度. (3) 设计2-5扩展操作码编码,并计算平均码长.(4) 设计2-4(2/8)等长扩展码编码,并计算平均码长. [答案] (1) 采用等长操作码表示时的信息冗余量为33.5%. (2) 操作码的Huffman编码如表2所示, 此种编码的平均长度为2.7位.(3) 操作码的2-5扩展码编码如表2所示, 此种编码的平均长度为2.9位.(4) 操作码的2-4(2/4)等长扩展码编码如表2所示, 此种编码的平均长度为2.92位.4. 何谓指令格式的优化? 操作码和地址码的优化一般采用哪些方法?[答案] 指令格式的优化是指通过采用多种不同的寻址方式, 地址制, 地址形式和地址码长度以及多种指令字长, 并将它们与可变长操作码的优化表示相结合, 就可以构成冗余度尽可能少的指令字. 操作码的优化采用扩展操作码编码法. 地址码优化有以下四种方法:(1) 在指令中采用不同的寻址方式;(2)(2) 在指令中采用多地址制;(3) 同一种地址制还可以采用多种地址形式和长度, 也可以考虑利用空白处来存放直接操作数或常数等;(4) 在以上措施的基础上, 还可以进一步考虑采用多种指令字长度的指令.5. 若某机设计有如下指令格式的指令:三地址指令12种, 一地址指令254种, 设计指令的长度为16位, 每个地址码字段的位数均为4位. 若操作码的编码采用扩展操作码, 问二地址指令最多可以设计多少种? [答案] 二地址指令最多可以设计48种.6. 一台模型机共有九条指令I1~I9, 各指令的使用频度分别为0.3,0.2,0.2,0.1,0.08,0.6,0.03, 0.02, 0.01. 该模型机有8位和16位两种指令字长. 8位字长指令为寄存器----寄存器(R--R)二地址类型, 16位字长指令为寄存器----存储器(R--M)二地址变址寻址类型.(1) 试设计有两种码长的扩展操作码, 使其平均码长最短, 并计算此种编码的平均码长. (2) 在(1)的基础上, 该机允许使用多少个可编址的通用寄存器?(3) 若采用通用寄存器作为变址寄存器, 试设计该机的两种指令格式, 并标出各字段的位数.(4) 计算变址寻址的偏移地址范围.[答案] (1) 操作码的2-5扩展码编码如表3所示, 此种编码的平均长度位2.9位.2) 在(1)的基础上, 该机允许使用8个可编址的通用寄存器.(3) 该机的两种指令格式及各字段的位数如下:R-R型: 操作码OP (2位) | 源寄存器RS (3位) | 目的寄存器Rd (3位)R-M型: 操作码OP (5位) | 源寄存器RS (3位) | 变址寄存器RX (3位) | 偏移地址 (5位)(4) 变址寻址的偏移地址范围为-16~+15.7. 简述CISC的特点.[答案] CISC的特点如下:(1) 庞大的指令系统;(2) 采用了可变长度的指令格式;(3) 指令使用的寻址方式繁多;(4) CISC指令系统中包括一些用于特殊用途的指令, 各种指令的使用频度相当悬殊.8. 从指令格式, 寻址方式以及平均CPI三个方面, 比较经典CISC和纯RISC体系结构.[答案] 略9.简述RISC设计的一般原则。
计算机系统结构(第2版)郑伟明汤志忠课后习题答案以及例题收录

计算机系统结构(第2版)郑伟明汤志忠课后习题答案以及例题收录片上地址模块内部体号模式5: 4高阶交叉4低阶交叉16存储器模块每4个形成一个大模块:片上地址模块内部体号模式6: 4并行访问4低阶交叉31 0模块片上地址模块号输出选择(1)所有这些存储器可以并行工作,因此带宽可以增加一般来说,并行内存访问的优点是简单且易于实现,缺点是访问冲突大。
高阶交错存储器具有扩展方便、存取效率低的优点。
低阶交叉存取存储器可以分时方式提高速度46,但扩展不方便。
(2)各种存储器的带宽与其工作频率有关。
不考虑冲突,如果有足够多的独立控制电路和寄存器,那么它们的带宽是相同的。
(3)存储器原理图注意,并行存取存储器非常类似于低阶交叉存取存储器,除了并行存取存储器使用存储器模块号(存储体号)来选择输出结果,而低阶交叉存取存储器用于为存储器模块(存储体)生成芯片选择信号,这通过流水线操作提高了存取速度。
3.14在页面虚拟内存中,一个程序由从P1到P5的5个虚拟页面组成程序执行过程中依次访问的页面如下:P2、P3、P2、P1、P5、P2、P4、P5、P3、P2、P5、P2假设系统为该程序的主存储器分配三个页面,主存储器的三个页面分别由先进先出、先进先出和优化调度(1)绘制主内存页面条目、替换和命中的表(2)计算三种页面替换算法的页面命中率3.15(1)当分配的主内存页的数量大于或等于5时,可以达到最高的页命中率,除了第一次调入未命中,所有访问都在47: 7实际命中之后,因此可以达到的最高页命中率是H?7?0.5833 12(2)由于当页面数大于或等于5时肯定可以达到最高的命中率,让我们看看当页面数小于5时是否可以达到命中率:当由分配的主存储器页面数等于4时,调度过程如下:489 LFU算法4调用中4 5 4 5 3 4 5* 3 2调用中4 5 3 2命中1 5 3* 2调用中1 5 3 2*命中1 5 3* 2命中1 5* 3 2命中1 5 3 2命中1 5 3* 2命中1 5 3 * 2命中1 5 3 2命中1 5 3 2命中1 5 3 2命中7调用中此时也能达到最高命中率。
计算机系统结构 第一章自考练习题答案

9.设计主存系统时,哪些属于计算机系统结构?哪些属于计算机组成?哪些属于计算机实现所要考虑的问题?
10.列举计算机系统硬件功能分配时,进行软硬件取舍的三条基本原则。(P8)
11.软件可移植性指的是什么?实现软件移植有什么好处?(P10)
12.简述统一高级语言实现软件移植的方法,适用场合,存在问题和原因,以及对此问题采取的对策。(P11)
13.什么是系列机软件的向上(向下)兼容和向后(向前)兼容?(P12)
14.计算机系统在处理数据的并行上,可分为哪四个等级?简单解释并各举一例。(P19)
部分习题参考答案:
历年真题精选1. D
同步强化练习
一、单项选择题。
6. D11. A14. A16. B19. B20. D
23. D25. D
三、简答题。
C.属于用以建立一个用户的应用环境D.属于符号化的机器指令
16.输入输出系统硬件的功能对()是透明的。
A.操作系统程序员B.应用程序员C.系统结构设计人员D.机器语言程序设计员
17.属于MIMD系统结构的是(C)
A.各处理单元同时受同一个控制单元的管理
B.各处理单元同时接受同一个控制单元送来的指令
C.松耦合多处理机和多计算机D.阵列处理机
计算机实现:选择存储芯片类型、微组装技术、线路设计等。
26.软驱动器的I/O接口程序是由(A)实现的。
A.固件+软件B.软件C.操作系统D.固件
27.利用时间重叠概念实现并行处理的是(A)
A.流水处理机B.多处理机C.并行处理机D.相联处理机
28.不属于软件移植基本技术的有(D)
A.统一高级语言B.采用系列机C.模拟和仿真D.按新的系统及指令重新编写
计算机系统结构作业答案

计算机系统结构计算机系统结构作业1第1章计算机系统结构的基本概念一、解释下列术语:计算机系统结构;计算机组成;计算机实现;透明性;系列机;软件兼容;兼容机;模拟;仿真;虚拟机;宿主机;Amdahl定律;CPI;MIPS;MFLOPS。
【答案】计算机系统结构、计算机组成和计算机实现是三个不同的概念。
系统结构定义为由程序设计者所看到的一个计算机系统的属性,即概念性结构和功能特性,这里的程序设计者所看到的计算机属性是指为机器语言或编译程序设计者所看到的计算机属性,是硬件子系统的概念性结构及其功能特性,它是计算机系统的软、硬件的界面。
计算机组成是计算机系统结构的逻辑实现,包括机器内部的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。
计算机实现是指计算机组成的物理实现。
透明性:在计算机技术中,一种本来是存在的事物或属性,但从某种角度看似乎不存在,成为透明性现象。
所谓系列机是指在一个厂家内生产的具有相同的系统结构,但具有不同组成和实现的一系列不同型号的机器。
不同公司厂家生产的具有相同系统结构的计算机称为兼容机。
软件兼容:在新的计算机系统出台后,原先已开发的软件仍能继续在升档换代的新型号机器上使用,这就是软件兼容。
系列机方法能够在具有相同系统结构的各种机器之间实现软件移植,为了实现软件在不同系统结构的机器之间的相互移植,可以采用模拟和仿真。
模拟方法是指用软件方法在一台现有的计算机上实现另一台计算机的指令系统。
仿真是指用微程序直接解释另一种机器指令系统的方法。
虚拟机是被模拟的机器;宿主机是进行模拟的机器。
Amdahl 定律:系统中某一部件由于采用某种更快的执行方式后整个系统性能的提高与这种执行方式的使用频率或占总执行时间的比例有关。
Fe=(改进前可改进部分占用的时间)/(改进前整个任务的执行时间) Se=(改进前可改进部分的执行时间)/(改进后改进部分的执行时间) 则,改进后整个系统加速比为ee e n S F F s /)1(1+-=。
计算机系统结构题库

《计算机系统结构》题库一.单项选择题(在下列每小题的四个备选答案中,只有一个答案是正确的,请把你认为是正确的答案填入题后的()内,每小题2分)第一章:1.计算机系统多级层次中,从下层到上层,各级相对顺序正确的应当是:A.汇编语言机器级---操作系统机器级---高级语言机器级B.微程序机器级---传统机器语言机器级---汇编语言机器级C.传统机器语言机器级---高级机器语言机器级---汇编语言机器级D.汇编语言机器级---应用语言机器级---高级语言机器级答案:B 分数:2 所属章节1—12.汇编语言源程序变成机器语言目标程序是经来实现的。
A. 编译程序解释B. 汇编程序解释C. 编译程序翻译D. 汇编程序翻译答案:D 分数:2 所属章节1—13.直接执行微指令的是:A. 汇编程序B. 编译程序C. 硬件D. 微指令程序答案:C 分数:2 所属章节1—14.对系统程序员不透明的是:A. Cache存储器B. 系列机各档不同的数据通路宽度C. 指令缓冲寄存器D. 虚拟存储器答案:D 分数:2 所属章节1—25.对应用程序员不透明的是:A. 先行进位链B. 乘法器C. 指令缓冲器D. 条件码寄存器答案:D 分数:2 所属章节1—26.对机器语言程序员透明的是:A. 中断字B. 主存地址寄存器C. 通用寄存器D. 条件码答案:B 分数:2 所属章节1—27.计算机系统结构不包括:A. 主存速度B. 机器工作状态C. 信息保护D. 数据表示答案:A 分数:2 所属章节1—28.对计算机系统结构透明的是:A. 字符行运算指令B. 是否使用通道行I/O处理机C. 虚拟存储器D. VLSI技术答案:D 分数:2 所属章节1—29.对汇编语言程序员透明的是:A.I/O方式中的DMA访问方式B. 浮点数据表示C. 访问方式保护 D 程序性中断.答案:A 分数:2 所属章节1—210.属计算机系统结构考虑的应是:A. 主存采用MOS还是TTLB. 主存采用多体交叉还是单体C. 主存容量和编址方式D. 主存频宽的确定答案:C 分数:2 所属章节1—211.从计算机系统结构上讲,机器语言程序员所看到的机器属性是:A. 计算机软件所要完成的功能B. 计算机硬件的全部组成C. 编程要用到的硬件组织D. 计算机各部件的硬件实现答案:C 分数:2 所属章节1—212.计算机组成设计不考虑:A. 专用部件设置B. 功能部件的集成度C. 控制机构的组成D. 缓冲技术答案:B 分数:2 所属章节1—213.在多用户机器上,应用程序员不能使用的指令是:A. “执行”指令B. “访管”指令C. “启动I/O”指令D. “测试与置定”指令答案:C 分数:2 所属章节1—214.以下说法中,不正确的是:软硬件功能是等效的,提高硬件功能的比例会:A. 提高解题速度B. 提高硬件利用率C. 提高硬件成本D. 减少所需要的存储容量答案:B 分数:2 所属章节1—315.在系统结构设计中,提高软件功能实现的比例会:A. 提高解题速度B. 减少所需要的存储容量C. 提高系统的灵活性D. 提高系统的性能价格比答案:C 分数:2 所属章节1—316.下列说法中不正确的是:A.软件设计费用比软件重复生产费用高B.硬件功能只需实现一次,而软件功能可能要多次重复实现C.硬件的生产费用比软件的生产费用高D.硬件的设计费用比软件的设计费用低答案:D 分数:2 所属章节1—317. 在计算机系统设计中,比较好的方法是:A. 从上向下设计B. 从下向上设计C. 从两头向中间设计D. 从中间开始向上、向下设计答案:D 分数:2 所属章节1—318. “从中间开始”设计的“中间”目前多数是在:A.传统机器语言级与操作系统机器级之间B.传统机器语言级与微程序机器级之间C.微程序机器级与汇编语言机器级之间D.操作系统机器级与汇编语言机器级之间答案:A 分数:2 所属章节1—319.系列机软件应做到:A.向前兼容,并向上兼容B.向后兼容,力争向上兼容C.向前兼容,并向下兼容D.向后兼容,力争向下兼容答案:B 分数:2 所属章节1—520. 推出系列机的新机器,不能更改的是:A.原有指令的寻址方式和操作码B.系统总线的组成C.数据通路宽度D.存储芯片的集成度答案:A 分数:2 所属章节1—521. 不同系列的机器之间,实现软件移植的途径不包括:A. 用统一的高级语言B. 用统一的汇编语言C. 模拟D. 仿真答案:B 分数:2 所属章节1—522. 利用时间重叠概念实现并行处理的是:A. 流水处理机B. 多处理机C. 并行(阵列)处理机D. 相联处理机答案:A 分数:2 所属章节1—523. 多处理机主要实现的是:A. 指令级并行B. 任务级并行C. 操作级并行D. 操作步骤的并行答案:B 分数:2 所属章节1—5第二章:1.程序员编写程序时使用的地址是()。
计算机系统结构(第2版(课后习题答案

word 文档下载后可自由复制编辑你计算机系统结构清华第 2 版习题解答word 文档下载后可自由复制编辑1 目录1.1 第一章(P33)1.7-1.9 (透明性概念),1.12-1.18 (Amdahl定律),1.19、1.21 、1.24 (CPI/MIPS)1.2 第二章(P124)2.3 、2.5 、2.6 (浮点数性能),2.13 、2.15 (指令编码)1.3 第三章(P202)3.3 (存储层次性能), 3.5 (并行主存系统),3.15-3.15 加 1 题(堆栈模拟),3.19 中(3)(4)(6)(8)问(地址映象/ 替换算法-- 实存状况图)word 文档下载后可自由复制编辑1.4 第四章(P250)4.5 (中断屏蔽字表/中断过程示意图),4.8 (通道流量计算/通道时间图)1.5 第五章(P343)5.9 (流水线性能/ 时空图),5.15 (2种调度算法)1.6 第六章(P391)6.6 (向量流水时间计算),6.10 (Amdahl定律/MFLOPS)1.7 第七章(P446)7.3 、7.29(互连函数计算),7.6-7.14 (互连网性质),7.4 、7.5 、7.26(多级网寻径算法),word 文档下载后可自由复制编辑7.27 (寻径/ 选播算法)1.8 第八章(P498)8.12 ( SISD/SIMD 算法)1.9 第九章(P562)9.18 ( SISD/多功能部件/SIMD/MIMD 算法)(注:每章可选1-2 个主要知识点,每个知识点可只选 1 题。
有下划线者为推荐的主要知识点。
)word 文档 下载后可自由复制编辑2 例 , 习题2.1 第一章 (P33)例 1.1,p10假设将某系统的某一部件的处理速度加快到 10倍 ,但该部件的原处理时间仅为整个运行时间的40%,则采用加快措施后能使整个系统的性能提高多少?解:由题意可知: Fe=0.4, Se=10,根据 Amdahl 定律S n To T n1 (1Fe )S n 1 10.6 0.4100.64 Fe Se 1.56word 文档 下载后可自由复制编辑例 1.2,p10采用哪种实现技术来求浮点数平方根 FPSQR 的操作对系统的性能影响较大。
计算机组成原理课后习题答案(一到九章)

计算机组成原理课后习题答案(一到九章) 作业解答第一章作业解答1.1 基本的软件系统包括哪些内容?答:基本的软件系统包括系统软件与应用软件两大类。
系统软件是一组保证计算机系统高效、正确运行的基础软件,通常作为系统资源提供给用户使用。
包括:操作系统、语言处理程序、数据库管理系统、分布式软件系统、网络软件系统、各种服务程序等。
1.2 计算机硬件系统由哪些基本部件组成?它们的主要功能是什么?答:计算机的硬件系统通常由输入设备、输出设备、运算器、存储器和控制器等五大部件组成。
输入设备的主要功能是将程序和数据以机器所能识别和接受的信息形式输入到计算机内。
输出设备的主要功能是将计算机处理的结果以人们所能接受的信息形式或其它系统所要求的信息形式输出。
存储器的主要功能是存储信息,用于存放程序和数据。
运算器的主要功能是对数据进行加工处理,完成算术运算和逻辑运算。
控制器的主要功能是按事先安排好的解题步骤,控制计算机各个部件有条不紊地自动工作。
1.3 冯・诺依曼计算机的基本思想是什么?什么叫存储程序方式?答:冯・诺依曼计算机的基本思想包含三个方面:1) 计算机由输入设备、输出设备、运算器、存储器和控制器五大部件组成。
2) 采用二进制形式表示数据和指令。
3) 采用存储程序方式。
存储程序是指在用计算机解题之前,事先编制好程序,并连同所需的数据预先存入主存储器中。
在解题过程(运行程序)中,由控制器按照事先编好并存入存储器中的程序自动地、连续地从存储器中依次取出指令并执行,直到获得所要求的结果为止。
1.4 早期计算机组织结构有什么特点?现代计算机结构为什么以存储器为中心?答:早期计算机组织结构的特点是:以运算器为中心的,其它部件都通过运算器完成信息的传递。
随着微电子技术的进步,人们将运算器和控制器两个主要功能部件合二为一,集成到一个芯片里构成了微处理器。
同时随着半导体存储器代替磁芯存储器,存储容量成倍地扩大,加上需要计算机处理、加工的信息量与日俱增,以运算器为中心的结构已不能满足计算机发展的需求,甚至会影响计算机的性能。
计算机系统结构第一章课后题答案

1.3 典型习题和题例分析与解答题1.1 有一个经解释实现的计算机,可以按功能划分成4级。
每一级为了执行一条指令需要下一级的N 条指令解释。
若执行第1级的一条指令要K ns 时间,那么执行第2、第3、第4级的一条指令各需要用多少时间?[分析] 计算机按功能分成级时,最底层是第l 级,向上依次为第2、第3和第4级;解释方式的执行是在低级机器级上用它的一串语句或指令来仿真高一级机器级上的一条语 句或指令的功能,而且是通过对高级机器级程序中的每条语句或指令逐条加以解释来实现的。
[解答] 执行第2、第3、第4级的一条指令各需KN ns 、KN 2 ns 、KN 3 ns 的时间。
题1.2 操作系统机器级的某些指令就用传统机器级的指令,这些指令可以用微程序直接实现,而不必由操作系绕自己来实现。
你认为这样做有哪些好处?[解答] 这样做,可以加快操作系统中操作命令解释的速度,同时也节省了存放解释操作命令这部分解释程序所占的存贮空间,简化了操作系统机器级的设计,也有利于减少传统机器级的指令条数。
题1.3 有一个计算机系统可按功能分成4级,各级的指令都不相同,每一级的指令都比其下一级的指令在效能上强M 倍,即第i 级的一条指令能完成第i-1级的M 条指令的计算量。
现若需第i 级的N 条指令解释第i+l 级的一条指令,而有一段第l 级的程序需要运行的时间为K s ,问在第2、3和4级上一段等效的程序各需要运行多长时间?[分析] 因为从功能意义上讲,第i 级的一条指令能完成第i-1级的M 条指令的计算量,但第i 级的一条指令的执行,都是靠第i-1级的N 条指令的执行来解释完成。
已知,第1级的一段程序运行时间为K s 。
第2级的一段程序从功能等效上讲,所需的指令条数应当是第1级上指令数的1/M 。
而由第1级解释时又需要执行N 条指令,所以,第2级一段等效程序的运行就需要K ·s M N 的时间。
第3、4级则可依次类推。
计算机系统结构习题答案(李学干)

计算机系统结构习题解答第一章习题一1.2一台经解释实现的计算机,可以按照功能划分成4级。
每一级为了执行一条指令需要下一级的N条指令解释。
若执行第1级的一条指令需K纳秒时间,那么执行第2、3、4级的一条指令个需要多少时间?解:①分析:计算机按功能分级时,最底层的为第1级。
向上一次是第2 、3、4级。
解释执行是在低级机器级上,用它的一串指令或语句来解释执行高一级上的一条指令的功能。
是逐条解释的。
②解答:执行第2、3、4级的一条指令各需KNns,KN2ns,KN3ns的时间。
1.3操作系统机器级的某些指令就用传统机器级的指令,这些指令可以用微程序直接实现,而不由操作系统自己来实现。
根据你对习题1.2的回答,你认为这样做有哪两个好处?答:可以加快操作系统操作命令解释的速度。
同时也节省了存放解释操作命令这部分解释程序所占用的空间。
简化了操作系统机器级的设计。
也有利于减少传统机器级的指令条数。
1.5硬件和软件在什么意义上是等效的?在什么意义上是不等效的?试举例说明。
答:硬件和软件在逻辑意义上是等效的。
在物理意义上是不等效的。
①在原理上,用硬件或固件实现的功能完全可以用软件来完成。
用软件实现的功能也可以用硬件或固件来完成。
功能一样。
②只是反映在速度、价格、实现的难易程度上,这两者是不同的。
性能不同。
③例如,浮点运算在80386以前一直是用软件实现的。
到了80486,将浮点运算器集成到了CPU中,可以直接通过浮点运算指令用硬件实现。
但速度却高的多。
1.9下列哪些对系统程序员是透明的?哪些对应用程序员是透明的?系列机各档不同的数据通路宽度;虚拟存储器;Cache存储器;程序状态字;“启动I/O”指令;“执行”指令;指令缓冲器。
答:①对系统程序员和应用程序员均透明的:是全用硬件实现的计算机组成所包含的方面。
有:数据通路宽度、Cache存储器、指令缓冲器。
②仅对应用程序员透明的:是一些软硬件结合实现的功能。
有:虚拟存储器、程序状态字、“启动I/O”指令。
计算机系统结构(课后习题答案)

第一章电脑系统结构的基本概念1.有一个电脑系统可按功能分成4级,每级的指令互不相同,每一级的指令都比其下一级的指令在效能上强M倍,即第i级的一条指令能完成第i-1级的M条指令的计算量。
现假设需第i级的N 条指令解释第i+1级的一条指令,而有一段第1级的程序需要运行Ks,问在第2、3和4级上一段等效程序各需要运行多长时间?答:第2级上等效程序需运行:(N/M)*Ks。
第3级上等效程序需运行:(N/M)*(N/M)*Ks。
第4级上等效程序需运行:(N/M)*(N/M)*(N/M)*Ks。
note: 由题意可知:第i级的一条指令能完成第i-1级的M条指令的计算量。
而现在第i 级有N条指令解释第i+1级的一条指令,那么,我们就可以用N/M来表示N/M 表示第i+1级需(N/M)条指令来完成第i级的计算量。
所以,当有一段第1级的程序需要运行Ks时,在第2级就需要(N/M)Ks,以此类推2.硬件和软件在什么意义上是等效的?在什么意义上又是不等效的?试举例说明。
答:软件和硬件在逻辑功能上是等效的,原理上,软件的功能可用硬件或固件完成,硬件的功能也可用软件模拟完成。
但是实现的性能价格比,实现的难易程序不同。
在DOS操作系统时代,汉字系统是一个重要问题,早期的汉字系统的字库和处理程序都固化在汉卡〔硬件〕上,而随着CPU、硬盘、内存技术的不断发展,UCDOS把汉字系统的所有组成部份做成一个软件。
3.试以实例说明电脑系统结构、电脑组成与电脑实现之间的相互关系与影响。
答:电脑系统结构、电脑组成、电脑实现互不相同,但又相互影响。
〔1〕电脑的系统结构相同,但可采用不同的组成。
如IBM370系列有115、125、135、158、168等由低档到高档的多种型号机器。
从汇编语言、机器语言程序设计者看到的概念性结构相同,均是由中央处理机/主存,通道、设备控制器,外设4级构成。
其中,中央处理机都有相同的机器指令和汇编指令系统,只是指令的分析、执行在低档机上采用顺序进行,在高档机上采用重叠、流水或其它并行处理方式。
计算机系统结构课后习题答案

计算机系统结构基本习题和答案填空题1、从(使用语言的)角度可以将系统看成是按(功能)划分的多个机器级组成的层次结构。
2、计算机系统结构的层次结构由高到低分别为(应用语言机器级,高级语言机器级,汇编语言机器级,操作系统机器级,传统机器语言机器级,微程序机器级)。
3、应用程序语言经(应用程序包)的(翻译)成高级语言程序。
4、高级语言程序经(编译程序)的(翻译)成汇编语言程序。
5、汇编语言程序经(汇编程序)的(翻译)成机器语言程序。
6、在操作系统机器级,一般用机器语言程序(解释)作业控制语句。
7、传统机器语言机器级,是用(微指令程序)来(解释)机器指令。
8、微指令由(硬件)直接执行。
9、在计算机系统结构的层次结构中,机器被定义为(能存储和执行相应语言程序的算法和数据结构)的集合体。
10、目前M0由(硬件)实现,M1用(微程序(固件))实现,M2到M5大多用(软件)实现。
以(软件)为主实现的机器成为虚拟机。
(虚拟机)不一定全用软件实现,有些操作也可用(固件或硬件)实现。
11、透明指的是(客观存在的事物或属性从某个角度看不到),它带来的好处是(简化某级的设计),带来的不利是(无法控制)。
12、计算机系统结构也称(计算机体系结构),指的是(传统机器级的系统结构)。
它是(软件和硬件/固件)的交界面,是机器语言汇编语言程序设计者或编译程序设计者看到的(机器物理系统)的抽象。
13、计算机组成指的是(计算机系统结构的逻辑实现),包括(机器级内的数据流和控制流)的组成及逻辑设计等。
计算机实现指的是(计算机组成的物理实现),它着眼于(器件)技术和(微组装)技术。
14、确定指令系统中是否要设乘法指令属于(计算机系统结构),乘法指令是用专门的高速乘法器实现还是用加法器实现属于(计算机组成),乘法器和加法-移位器的物理实现属于(计算机实现)。
15、主存容量与编址方式的确定属于(计算机系统结构),主存是否采用多体交叉属于(计算机组成),主存器件的选定属于(计算机实现)。
计算机组成与结构课后习题与解答第一章

第一章
问答题 1、解释下列术语 层次结构 计算机系统结构 计算机组成 计算 机实现 透明性 由上往下设计 由下往上设计 系列机 软件兼容 兼容机 模拟 仿真 虚拟机 宿主机 指令流 数据流 Amdahl定律 CPI MIPS MFLOPS
层次结构:计算机系统由硬件/器件和软件 组成,按功能划分成多级层次结构。从某 一层次的观察者看来,他只是通过该层次 的语言来了解和使用计算机,不必关心内 层的那些机器是如何工作和如何实现各自 功能的。
其中,R表示各种情况所占的比例。 根据加速比的计算公式,
4、如果某一计算任务用向量方式求解比用标 量方式求解要快20倍,称可用向量方式求 解部分所花费时间占总的时间的百分比为 可向量化百分比。请画出加速比与可向量 化比例两者关系的曲线。
设可向量化比例为Pvector,则加速比的计算 公式表示为:
计算机系统结构:作为计算机系统的软、硬 件的界面,主要研究软件、硬件功能分配 和对软件、硬件界面的确定,即哪些功能 由软件完成,哪些功能由硬件完成。
计算机组成:是计算机系统结构的逻辑实现,包括 机器内部的数据流和控制流的组成以及逻辑设计 等。
计算机实现:是指计算机组成的物理实现。它包括 处理机、主存等部件的物理结构,器件的集成度 和速度,信号传输,器件、模块、插件、底板的 划分与连接,专用器件的设计,电源、冷却、装 配等技术以及有关的制造技术和工艺等。
MIPS:它表示每秒百万指令条数。对于一个 给定的程序,MIPS 定义为:
MFLOPS:每秒百万次浮点操作次数,
2、想在系列中发展一种新型号机器,你认为下列哪些设想 是可以考虑的,哪些则是不行的?为什么? (1)新增加字符数据类型和若干条字符处理指令,以支 持事务处理程序的编译。 (2)为增强中断处理功能,将中断分析由原来的4级增加 到5级,并重新调整中断响应的优先次序。 (3)在CPU和主存之间增设Cache存贮器,以克服因主 存访问速率过低而造成的系统性能瓶颈。 (4)为解决计算误差较大,将机器中浮点数的下溢处理 方法由原来的恒置"1"法,改为增设用只读存贮器存放下 溢处理结果的查表舍入法。 (5)为增加寻址灵活性和减少平均指令字长,将原来全 部采用等长操作码的指令改成有3类不同码长的扩展操作 码;并将源操作数寻址方式由原来的操作码指明改成增加 一个如VAX-11那样的寻址方式位字段来指明。 (6)将CPU与主存之间的数据通路宽度由16位扩到32位, 以加快主机内部信息的传送。 (7)为了减少使用公用总线的冲突,将单总线改为双总 线。 (8)把原来的0号通用寄存器改作为专用的堆栈指示器。
计算机系统结构第1-8章部分作业答案

第一章1.6 某台主频为400MHz 的计算机执行标准测试程序,程序中指令类型、执行数量和平均时钟周期数如下:求该计算机的有效CPI 、MIPS 和程序执行时间。
解:(1)CPI =(45000×1+75000×2+8000×4+1500×2) / 129500=1.776 (或259460) (2)MIPS 速率=f/ CPI =400/1.776 =225.225MIPS (或2595180MIPS) (3)程序执行时间= (45000×1+75000×2+8000×4+1500×2)/400=575μs1.9 假设某应用程序中有4类操作,通过改进,各操作获得不同的性能提高。
具体数据(1)改进后,各类操作的加速比分别是多少?(2)各类操作单独改进后,程序获得的加速比分别是多少? (3)4类操作均改进后,整个程序的加速比是多少? 解:根据Amdahl 定律SeFeFe S n +-=)1(1可得4类操作均改进后,整个程序的加速比:2.16)1(1≈+-=∑∑iii n S F F S1.10 第二章变长编码,哈夫曼编码第三章3.12 有一条指令流水线如下所示:(1)求连续输入10条指令的情况下,该流水线的实际吞吐率和效率。
(2)该流水线的瓶颈在哪一段?请采用两种不同的措施消除此瓶颈。
对于你所给出的两种新的流水线,连续输入10条指令时,其实际吞吐率和效率各是多少? 解:(1)本题主要考察对各功能段用时不等的线性流水线的性能计算公式的掌握情况。
2200(ns)2009200)10050(50t n t T maxki i =⨯++++=∆-+∆=∑=)1(1流水 )(ns 2201T nTP 1-==流水45.45%1154400TP ktTP E k1i i≈=⋅=∆⋅=∑= 注意:对于公式不能死记硬背,需要充分理解,注意公式的适用条件。
计算机体系结构1-6章习题答案

1 2 3 4 5 6
8 16 24 32 40 48
1*82
2*82 3*82 4*82 5*82 6*82 7*82
4/8 5/8 6/8
7/8
7
56
2)规格化浮点数表: rm=2时,规格化浮点数共有4*8=32个 rm=8时,规格化浮点数共有7*8=56个,在[0.5,112]中, 有数19个(上表中红的数字表示)。
§4通道(CH)
一、CH的基本工作原理 CH执行CH程序的过程 CH的任务 二、CH流量计算和时空图绘制 CH的类型 CH流量计算 字节多路CH响应处理时空图的绘制 1)计算每个子CH提供一个字节时间(1/f) 2)画出一个完整申请周期时空图 3)计算字节多路CH对每个字节响应的最长用时
第一章参考答案: 1.应用语言级 高级语言级 汇编语言级 操作系统级 机器语言级 微程序语言级。 2. 从上而下 从下到上 专用机 通用机 3. 软、硬件交界面 计算机系统的性能/价格比 4 . 1 T FLOPS 的计 算能力 1 TBy te 的 主存容量 1 TByte/s 的I/O带宽 5. 虚拟机 实际机器 6. 统一高级语言 模拟 仿真 系列机 7. 控制流 数据流 SISD SIMD MISD MIMD 8. 汇编语言程序员 9. 任务单一化 操作重叠化 吞吐匹配化 程序多道 化
嵌套
中断处理程序 一 二 三 响② 嵌套 四 五
t
返回主程序
例4 解 (1)处理顺序为 2-3-1-5-4 (2)中断响应处理时空图 中断请求 主程序 ①③ ②③④⑤
嵌套
中断处理程序 一 二 三 四 五
响① 嵌套
t
返回主程序
1 分别利用两级描述符和三级描述符描述下列阵列数
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试用实例说明计算机系统结构、计算机组成与计算机实现之间的相互关系。
答:如在设计主存系统时,确定主存容量、编址方式、寻址范围等属于计算机系统结构。
确定主存周期、逻辑上是否采用并行主存、逻辑设计等属于计算机组成。
选择存储芯片类型、微组装技术、线路设计等属于计算机实现。
计算机组成是计算机系统结构的逻辑实现。
计算机实现是计算机组成的物理实现。
一种体系结构可以有多种组成。
一种组成可以有多种实现。
计算机系统结构的 Flynn 分类法是按什么来分类的共分为哪几类答:Flynn 分类法是按照指令流和数据流的多倍性进行分类。
分为:(1) 单指令流单数据流 SISD (2) 单指令流多数据流 SIMD (3) 多指令流单数据流 MISD (4) 多指令流多数据流 MIMD
1,5实现软件可移植性的常用方法有哪几种并简述其含义1,采用系列机:由同一厂家生产的具有相同的系统结构,但具有不同组成和实现的一系列不同型号的机器。
2,模拟与仿真:要使软件能在具有不同系统结构的机器之间相互移植,就要求:能在一种系统结构上实现另一种系统结构。
从指令集的角度来看,就是要在一种机器上实现另一种机器的指令集。
某台主频为400MHz 的计算机执行标准测试程序,程序中指令类型、执行数量和平均时钟周期数如下:
求该计算机的有效CPI 、MIPS 和程序执行时间。
解:(1)CPI =(45000×1+75000×2+8000×4+1500×2) / 129500=
(2)MIPS 速率=f/ CPI =400/ =
(3)程序执行时间= (45000×1+75000×2+8000×4+1500×2)/400=575s
假设某应用程序中有4类操作,通过改进,各操作获得不同的性能提高。
具体数据如
(1)改进后,各类操作的加速比分别是多少
(2)各类操作单独改进后,程序获得的加速比分别是多少
(3)4类操作均改进后,整个程序的加速比是多少
解:根据Amdahl 定律Se Fe Fe S n +-=
)1(1可得
4类操作均改进后,整个程序的加速比:
2.16)1(1≈+-=∑∑i i i n S F F S
计算机系统中有三个部件可以改进,这三个部件的部件加速比为:
部件加速比1=30; 部件加速比2=20; 部件加速比3=10
(1) 如果部件1和部件2的可改进比例均为30%,那么当部件3的可改进比例为多少时,系统加速比才可以达到10
(2) 如果三个部件的可改进比例分别为30%、30%和20%,三个部件同时改进,那么系统中不可加速部分的执行时间在总执行时间中占的比例是多少
解:(1)在多个部件可改进情况下,Amdahl 定理的扩展:
∑∑+-=i i
i n S F F S )1(1
已知S 1=30,S 2=20,S 3=10,S n =10,F 1=,F 2=,得:
)
()(10/20/0.330/0.30.30.3-111033F F +++++= 得F 3=,即部件3的可改进比例为36%。
(2)设系统改进前的执行时间为T ,则3个部件改进前的执行时间为:(++)T = ,不可改进部分的执行时间为。
已知3个部件改进后的加速比分别为S 1=30,S 2=20,S 3=10,因此3个部件改进后的执行时间为:
T T T T T n 045.010
2.020
3.0303.0'=++= 改进后整个系统的执行时间为:Tn = + =
那么系统中不可改进部分的执行时间在总执行时间中占的比例是:
82.0245.02.0=T
T 将计算机系统中某一功能的处理速度加快10倍,但该功能的处理时间仅为整个系统运行时间的40%,则采用此增强功能方法后,能使整个系统的性能提高多少
解 由题可知: 可改进比例 = 40% = 部件加速比 = 10
根据Amdahl 定律可知:
()5625.110
4.04.011=+-=系统加速比 • 假设浮点数指令FP 指令的比例为30%,其中浮点数平方根FPSQR 占全部指令的比
例为4%,FP 操作的CPI 为5,FPSQR 操作的CPI 为20,其他指令的平均CPI 为。
利用原始CPI 的唯一性,先使用已知条件求出原始CPI ,再求出除去FPSQR 指令外其他指令的平均CPI ,最后比较改进后的CPI 大小。
原始CPI = 5 × 30% + × (1 - 30%) =
设除FPSQR 外其余指令的平均CPI 为X
则 = 20 × 4% + (1 - 4%)X ,解出X =
方案1: CPI1 = 3 × 4% + × (1 - 4%) =
方案2: CPI2 = 3 × 30% + × (1 - 30%) =。