第1~3章习题补充讲解参考.PDF

HW#1 1.1 除了數十億人使用的智慧型手機外 ，列出並說明四種其他形式的計算機。 1 HW#1 1.3 說明將像是C的高階語言所寫 的程式轉換為可直接被計算機的處 理器執行的表示形式其所經過的步 驟。 2 HW#1  1.5 有三個不同的處理器P1 、P2及P3可執行同樣的指 令集。P1的時脈速率是3 GHz ，CPI是1.5 。P2的時脈 速率是2.5 GHz ，CPI是1.0 。P3的時脈速率是4.0 GHz ，CPI是2.2 。 以每秒指令數表示時，哪一個處理器有最高的效能？ CPU time = Instruction_count x CPI x clock_cycle time 或 Instruction_count x CPI CPU time = clock_rate clock_rate Instruction_count = CPI CPU time 3 HW#1 1.5(續) 假設每個處理器都執行程式10秒鐘，試 求每個處理器執行的週期數以及指令數 。我們希 望降低執行時間30% ，但是這會導致CPI上升 20% 。應該用哪種時脈速率來達成這樣的時間縮 減？ Instruction_count x CPI CPU time = clock_rate Instruction_count(指令數) x CPI(已知) 10s = clock_rate(已知) # of clock cycles(週期數) = Instruction_count x CPI Instruction_count x CPI*120% 10s*(100%-30%) = clock_rate(時脈速率) 4 1.5(續) 5  1.6 考慮同一個指令集架構的兩種實作方式。指令根據 他們的CPIs可被分成4類。P1的時脈速率是2.5 GHz以 及CPIs是1 、2 、3和3 。P2的時脈速率是3 GHz以及 CPIs是2 、2 、2和2 。若有一程式其動態指令數是1.0E6 道指令，4類指令比重如下：10%的A類、20%的B類、 50%的C類以及20%的D類，則哪種實作方法較快？ 兩種實作方法的整體CPI為何? 試求兩種方法所需的時脈週期數各為若干。