體系結(jié)構(gòu)

1、1.6某臺主頻為某臺主頻為400MHz的計算機(jī)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)測試程序，程序中指令類型、執(zhí)行數(shù)量和的計算機(jī)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)測試程序，程序中指令類型、執(zhí)行數(shù)量和平均時鐘周期數(shù)如下：平均時鐘周期數(shù)如下：指令類型指令執(zhí)行數(shù)量平均時鐘周期數(shù)整數(shù)450001數(shù)據(jù)傳送750002浮點80004分支15002求該計算機(jī)的有效CPI、MIPS和程序執(zhí)行時間。解：（1）CPI＝(450001＋750002＋80004＋15002)129500＝1.776(或)25946

2、0（2）MIPS速率＝fCPI＝4001.776＝225.225MIPS(或MIPS)2595180（3）程序執(zhí)行時間=(450001＋750002＋80004＋15002)／400=575?s1.7將計算機(jī)系統(tǒng)中某一功能的處理速度加快10倍，但該功能的處理時間僅為整個系統(tǒng)運(yùn)行時間的40%，則采用此增強(qiáng)功能方法后，能使整個系統(tǒng)的性能提高多少？解由題可知：可改進(jìn)比例=40%=0.4部件加速比=10根據(jù)Amdahl定律可知：??5625.1

3、104.04.011????系統(tǒng)加速比采用此增強(qiáng)功能方法后，能使整個系統(tǒng)的性能提高到原來的1.5625倍。2.11某臺處理機(jī)的各條指令使用頻度如下表所示：某臺處理機(jī)的各條指令使用頻度如下表所示：指令使用頻度指令使用頻度指令使用頻度ADD43%JOM6%CIL2%SUB13%STO5%CLA22%JMP7%SHR1%STP1%請分別設(shè)計這9條指令操作碼的哈弗曼編碼、333擴(kuò)展編碼和27擴(kuò)展編碼，并計算這3種編碼的平均碼長。解：根據(jù)給出的九

4、條指令的使用頻度和哈弗曼生成算法的結(jié)構(gòu)的不用構(gòu)造了兩種不同的哈夫曼樹。雙地址指令最多是2^(1666)=2^4=16條，所以單地址指令最多有（16X）2^6條。2.13.若某機(jī)要求：三地址指令若某機(jī)要求：三地址指令4條，單地址指令條，單地址指令255條，零地址指令條，零地址指令16條。設(shè)指令條。設(shè)指令字長為字長為12位每個地址碼長為位每個地址碼長為3位。問能否以擴(kuò)展操作碼為其編碼位。問能否以擴(kuò)展操作碼為其編碼如果其中單地址指如果其中單地

5、址指令為令為254條呢條呢說明其理由。說明其理由。解：（1）不能用擴(kuò)展碼為其編碼。指令字長12位，每個地址碼占3位，三地址指令最多是2^(12333)=8條，現(xiàn)三地址指令需4條所以可有4條編碼作為擴(kuò)展碼，而單地址指令最多為42^32^3=2^8=256條，現(xiàn)要求單地址指令255條，所以可有一條編碼作擴(kuò)展碼因此零地址指令最多為12^3＝8條不滿足題目要求，故不可能以擴(kuò)展碼為其編碼。（2）若單地址指令254條，可以用擴(kuò)展碼為其編碼。依據(jù)（1

6、）中推導(dǎo)，單地址指令中可用2條編碼作為擴(kuò)展碼，零地址指令為22^3＝16條，滿足題目要求3.6有一指令流水線如下所示有一指令流水線如下所示入1234出50ns50ns100ns200ns（1）求連續(xù)輸入求連續(xù)輸入10條指令，該流水線的實際吞吐率和效率；條指令，該流水線的實際吞吐率和效率；（2）該流水線的該流水線的“瓶頸瓶頸”在哪一段？請采取兩種不同的措施消除此在哪一段？請采取兩種不同的措施消除此“瓶頸瓶頸”。對于你所。對于你所給出的兩種