計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)習(xí)資料

1、1.6某臺(tái)主頻為400MHz的計(jì)算機(jī)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試程序，程序中指令類型、執(zhí)行數(shù)量和平均時(shí)鐘周期數(shù)如下：指令類型指令執(zhí)行數(shù)量平均時(shí)鐘周期數(shù)整數(shù)450001數(shù)據(jù)傳送750002浮點(diǎn)80004分支15002求該計(jì)算機(jī)的有效CPI、MIPS和程序執(zhí)行時(shí)間。解：（1）CPI＝(450001＋750002＋80004＋15002)129500＝1.776（2）MIPS速率＝fCPI＝4001.776＝225.225MIPS（3）程序執(zhí)行時(shí)間=(450

2、001＋750002＋80004＋15002)／400=575s1.7將計(jì)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(shí)間僅為整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間的40%，則采用此增強(qiáng)功能方法后，能使整個(gè)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：??5625.1104.04.011????系統(tǒng)加速比采用此增強(qiáng)功能方法后，能使整個(gè)系統(tǒng)的性能提高到原來的1.5625倍。1.8計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中有三個(gè)

3、部件可以改進(jìn)，這三個(gè)部件的部件加速比為：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的可改進(jìn)比例均為30%，那么當(dāng)部件3的可改進(jìn)比例為多少時(shí)，系統(tǒng)加速比才可以達(dá)到10？（2）如果三個(gè)部件的可改進(jìn)比例分別為30%、30%和20%，三個(gè)部件同時(shí)改進(jìn)，那么系統(tǒng)中不可加速部分的執(zhí)行時(shí)間在總執(zhí)行時(shí)間中占的比例是多少？解：（1）在多個(gè)部件可改進(jìn)情況下，Amdahl定理的擴(kuò)展：?????iiinSFFS)1(1已

4、知S1＝30，S2＝20，S3＝10，Sn＝10，F(xiàn)1＝0.3，F(xiàn)2＝0.3，得：）（）（10200.3300.30.30.3111033FF??????得F3＝0.36，即部件3的可改進(jìn)比例為36%。（2）設(shè)系統(tǒng)改進(jìn)前的執(zhí)行時(shí)間為T，則3個(gè)部件改進(jìn)前的執(zhí)行時(shí)間為：（0.30.30.2）T=0.8T，不可改進(jìn)部分的執(zhí)行時(shí)間為0.2T。已知3個(gè)部件改進(jìn)后的加速比分別為S1＝30，S2＝20，S3＝10，因此3個(gè)部件改進(jìn)后的執(zhí)行時(shí)間為：TT

5、TTTn045.0102.0203.0303.0????是用硬件實(shí)現(xiàn)？設(shè)CPU成本占整機(jī)成本的13。解：首先來計(jì)算機(jī)器在兩種情況下提高的性能和成本性能比。設(shè)：S為CPU未增加字符串功能時(shí)的CPU平均速度，Told為此時(shí)運(yùn)行程序的時(shí)間，Tnew為增加字符串功能后程序運(yùn)行的時(shí)間，則從上面的計(jì)算分析看到增加字符串操作功能提高了整機(jī)的性能，兩種方法均提高性能，且程度相近。但用硬件實(shí)現(xiàn)時(shí)成本性能比增加了0.18倍，而用軟件實(shí)現(xiàn)時(shí)成本性能比卻下降了