习题解答-计算机组成原理与系统结构.ppt

计算机组成和系统结构 习题解答 计算机组成和系统结构习题解答第一章 第6题 6. 某计算机系统采用图形协处理器后使图形运算速度提高到原来的20倍，而系统运行某一程序的速度提高到原来的5倍，问该程序中图形运算所占的比例。 答: 根据Arhmdal定律，有 所以r=16/19= 0.8421052631579 计算机组成和系统结构习题解答第一章 第7题 7. 某计算机中各类指令的平均执行时间及相应使用频率如下表所示： 设时钟频率为100MHz，问： (1) 该机平均指令执行速度。 (2) 如果将算术运算指令的执行速度提高一倍，平均指令执行速度为多少？ (3) 在(2)的基础上，如果乘除指令的平均周期延长一倍，则平均指令执行速度为多少？ 答：(1) 按调和平均计算 R平均= 按算术平均计算 R平均= (1×30% + 1/1.5×40% + 1/2.0×20% + 1/10.0×5% + 1/4.0×5%)×108 = 0.671666666667×108 计算机组成和系统结构习题解答第一章 第7题 (2) 按调和平均计算 R平均=1/1.7×10-8= 0.5882352941176×108 按算术平均计算 R平均= (1×30% + 2/1.5×40% + 1/2.0×20% + 1/10.0×5% + 1/4.0×5%)×108= 0.95×108 (3) 按调和平均计算 R平均=1/2.2×108= 0.4545454545455×108 按算术平均计算 R平均= (1×30% + 2/1.5×40% + 1/2.0×20% + 1/20.0×5% + 1/4.0×5%)×108 = 0.9483×10-8 计算机组成和系统结构习题解答第一章 第8题 8. 在SUN SPARC2工作站上，用SPEC基准测试程序进行测试，获得下列速率值，求其算术平均值、几何平均值和调和平均值。 答: Am = 8.48 Gm = 8.2470 Hm = 7.985 计算机组成和系统结构习题解答第一章 第9题 9. 在一台标量计算机中增加了一个向量运算部件，向量运算的速度为标量运算速度的20倍，程序中可用向量方式求解部分占的百分比称为可向量化百分比，原系统运算时间与采用向量部件后系统运算时间之比称为系统的加速比。 (1) 试画出加速比与可向量化百分比两者关系的曲线。 (2) 为达到加速比2，可向量化百分比应为多少？ (3) 为获得采用向量方式最大加速比20的一半时，所需的可向量化百分比为多少？ (4) 如果程序可向量化百分比为70%，为提高性能10%，是采用硬件方法提高向量部件的速度好，还是通过编译程序进一步提高向量化比的方法好？ 第一章 第9题 (1) 试画出加速比与可向量化百分比两者关系的曲线。 答: (1) 设可向量化比例为fe，根据Amdahl定律 在各fe取值下的Sp如下表所示： 第一章 第9题 (2) 为达到加速比2，可向量化百分比应为多少？ (2) Sp=2时，有 故 第一章 第9题 (3) 为获得采用向量方式最大加速比20的一半时，所需的可向量化百分比为多少？ (3) Sp=10 第一章 第9题(4) 如果程序可向量化百分比为70%，为提高性能10%，是采用硬件方法提高向量部件的速度好，还是通过编译程序进一步提高向量化比的方法好？ (4) fe=0.7时 提高性能10%后，加速比应达到 2.99×1.1=3.29 需要向量部件的速度为标量的倍数为 re=177 而通过提高fe的方法，达到同样的加速比 fe - fe = 0.0327 即只需提高向量化3.27个百分点，可见采用软件方法较好。 计算机组成和系统结构习题解答第二章 第2题 2. 写出下列二进制数的原码、反码、补码和移码 (1) (2) 0.1010000 (3) (4) -0.0110000 答：(1) [x]原 = 011010100 [x]反 = 011010100 [x]补 = 011010100 [x]移 = 111010100 (2) [x]原 = 0.1010000 [x]反 = 0.1010000 [x]补 = 0.1010000 [x]移无定义 (3) [x]原 = 110101100 [x]反 = 101010011 [x]补 = 101010100 [x]移 = 001010100 (4) [x]原 = 1.0110000 [x]反 = 1.1001111 [x]补 = 1.1010000 [x]移 无定义 计算