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1. 如有一個(gè)經(jīng)解釋實(shí)現(xiàn)的計(jì)算機(jī)，可以按功能劃分成4級(jí)。每一級(jí)為了執(zhí)行一條指令需要下一級(jí)的N條指令解釋。若執(zhí)行第一級(jí)的一條指令需要K ns時(shí)間，那么執(zhí)行第2、3、4級(jí)的一條指令各需要用多少時(shí)間？
解：可以分情況進(jìn)行討論
l 情況一
執(zhí)行第2級(jí)的一條指令需要NK納秒，執(zhí)行第3級(jí)的一條指令需要N2K納秒，執(zhí)行第4級(jí)的一條指令需要N3K納秒。
l 情況二
執(zhí)行第2級(jí)的一條指令需要K/N納秒，執(zhí)行第3級(jí)的一條指令需要K/N2納秒，執(zhí)行第4級(jí)的一條指令需要K/N3納秒。
2. 實(shí)現(xiàn)軟件移植的主要途徑有哪些？它們存在什
2、么問(wèn)題？適用于什么場(chǎng)合？
答：
略
3. 想在系列中發(fā)展一種新型號(hào)機(jī)器，你認(rèn)為下列哪些設(shè)想是可以考慮的，哪些則是行不通的？為什么？
⑴ 新增加字符數(shù)據(jù)類型和若干條字符處理指令，以支持事務(wù)處理程序的編譯。
⑵ 為增強(qiáng)中斷處理功能，將中斷分析由原來(lái)的4級(jí)增加到5級(jí)，并重新調(diào)整中斷響應(yīng)的優(yōu)先次序。
⑶ 在CPU和主存之間增設(shè)Cache存儲(chǔ)器，以克服因主存訪問(wèn)速率過(guò)低而造成的系統(tǒng)性能瓶頸。
⑷ 為解決計(jì)算誤差較大的問(wèn)題，將機(jī)器中浮點(diǎn)數(shù)的下溢處理方法由原來(lái)的恒置“1”法，改為增設(shè)用只讀存儲(chǔ)器存放下溢處理結(jié)果的查表舍入法。
⑸ 為增加尋址靈活性和減少平均指令字長(zhǎng)，將原來(lái)
3、全部采用等長(zhǎng)操作碼的指令改成有3類不同碼長(zhǎng)的擴(kuò)展操作碼；并將源操作數(shù)尋址方式由原來(lái)的操作碼指明改成增加一個(gè)如VAX-11那樣的尋址方式位字段來(lái)指明。
⑹ 將CPU與主存之間的數(shù)據(jù)通路寬度由16位擴(kuò)展到32位，以加快主機(jī)內(nèi)部信息的傳送。
⑺ 為了減少使用公用總線的沖突，將單總線改為雙總線。
⑻ 把原來(lái)的0號(hào)通用寄存器改作為專用的堆棧指示器。
答：
⑵、⑸、⑻不可以，其它都可以。
⑵ 不可以，對(duì)系列機(jī)可以增加新功能，但是不能改變?cè)瓉?lái)的功能。
⑸ 不可以，改變了指令的格式和功能。
⑻ 不可以，0號(hào)通用寄存器變成堆棧指示器，0號(hào)通用寄存器不能用了。
4. 如果某一
4、計(jì)算任務(wù)用向量方式求解比用標(biāo)量方式求解要快20倍，稱可用向量方式求解部分所花費(fèi)時(shí)間占總時(shí)間的百分比為可向量化百分比。請(qǐng)畫出加速比與可向量化百分比兩者關(guān)系的曲線。
答：
加速比Sn與可向量化百分比Fe兩者之間的關(guān)系式為：
5. 在40MHZ的處理機(jī)上運(yùn)行200000條指令的程序，它由四種指令組成。根據(jù)程序跟蹤實(shí)驗(yàn)結(jié)果，已知指令混合比和每種指令所需的時(shí)鐘周期數(shù)如下：
指令類型
CPI
指令混合比
算術(shù)和邏輯
1
60%
高速緩存命中的加載/存儲(chǔ)
2
18%
轉(zhuǎn)移
4
12%
高速存儲(chǔ)缺失的存儲(chǔ)器訪問(wèn)
8
10%
⑴ 計(jì)算在單處理機(jī)上用上述跟蹤數(shù)
5、據(jù)運(yùn)行程序的平均CPI。
⑵ 根據(jù)⑴所得的CPI，計(jì)算相應(yīng)的MIPS速率。
答：
⑴
⑵
6. 在SUN SPARC2工作站上，對(duì)SPEC Benchmark進(jìn)行測(cè)試，獲得了如下所示的速率值，求出其算術(shù)、幾何及調(diào)和平均值（以MFLOPS表示）。
程序名
速率（MFLOPS）
GCC
10.7
Espress0
8.9
Spice2g6
8.3
DODUC
5.0
NASA7
8.7
Li
9.0
Eqntott
9.7
Matrix300
11.1
FPPPP
7.8
TOMCATV
5.6
答：
算術(shù)平均為：
幾何平均為：
調(diào)和平均為：
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