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《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》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、计算机系统结构（第2版）郑伟明汤志忠编著清华大学出版社习题解答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屮(3)(4)(6)(8)问(地址映彖/替换算法-实存状况图)1.4第以章（P250）4.5（中断
2、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（向虞流水时间计算）,6.10（Amdahl定律/MFLOPS）1.7笫七章（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）,7.27（寻径/选播算法）1.8第八章(P498)&12(SISD/SIMD算法)1・9第九章(P562)9.18(S1SD/多功能部件/SIMD/
3、M1MD算法)（注：每章可选卜2个主要知识点，每个知识点可只选1题。冇下划线者为推荐的主要知识点。）2例，习题2.1第一章(P33)例1丄pio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%,则釆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To(1-Fe)+FeSeSn=o.6+M0.64~1.5610例1.2,pl0采用哪种实现技术來求浮点数平方根FPSQR的操作对系统的性能影响较人。假设FPSQR操作占整个
4、测试程序执行时间的20%。一•种实现方法是采用FPSQR硬件，使FPSQR操作的速度加快到10倍。另一种实现方法是使所冇浮点数据指令的速度加快，使FP指令的速度加快到2倍，还假设FP指令占整个执行时间的50%。请比较这两种设计方案。解：分别计算出这两种设计方案所能得到的加速比：8"任爲WSeFefpsqr=°・20,Scfpsqr=1（）FeFp=0・50,Sepp=2082=1,22£和-!QUFPSQR~（1-0.2）+—10SnFP（1一0.5）+字°-75—=1.33例1.3,pll如果FP操作的比例为
5、25%,FP操作的平均CPI=4.0,其它指令的平均CP1为1.33,FPSQR操作的比例为2%,FPSQR的CPT为20。假设有两种设计方案，分別把FPSQR操作的CPT和所冇FP操作的CPT减为2。试利用CPU性能公式比较这两种设计方案哪一个更好（只改变CPI而时钟频率和指令条数保持不变）o解：CPI=2（CPI/怜原系统的CPIip=4.0,-^-=25%ICCPI2=1.33,厶=1-25%ICci—卡i=ie二CPk如+CPlAICIC=4.0X25%+1.33X75%=2方案1（使FPSQR操作的C
6、PT为2）系统CP旳「CPZ给+CPI"特=CPI原-1FPSQRIC(CPIFPSQR囁-CPIlTSQR新)=2-2%X(20-2)=1.64方案2（提高所冇FP指令的处理速度，使FPSQR操作的CPT为2）CPI=CPIki-CPIfp必一^~+CPS新一^~ICIC二CPI原一仏•（CPIfp阪-CPIfp祈）IC=2-25%X（4-2）=1.5我们也可以根据以下公式计算出方案2系统（同求CPI原）CP1=75%X1.33+25%X2=1.5显然，提高所有FP指令处理速度的方案要比提高FPSQR处理速度
7、的方案要好。方案2的加速比加、市山_采用改进扌昔施后的性能灿坯応-没仃采用改述描施前的性能cTocpf/n^fHj原系统o=—=“TnCPU吋间方案2_ICx时钟周期xCPI原系统一ICx时钟周期xCPI方案2_CPI原系统CPI方案2=2/1.5=1.33例1.4假设两台机器的指令系统屮，执行条件转移指令需2个时钟周期，而其它指令只需1个时钟周期。CPU,：采用一条比较指令來设置相应的条件码，由紧随其后的一条转移指令对此条件码进行测试，以确定是否进行转移。显然实现一次条件转移要执行比较和测试两条指令。条件转
8、移指令山总执行指令条数的20%。由于每条转移指令都需要一条比较指令，所以比较指令也将占20%。CP5采用比较功能和判别是否实现转移功能合在一•条指令的方法，这样实现一条件转移就只需一条指令就可以完成。由于CPUb在转移指令小包含了比较功能，因此它的时钟周期就比CPU,、要慢25%。现在要问，采用不同转移指令方案的CP5和CPUb,那个工作速度会更快些？解：CPIA=0.2X2+0.8X
