第十三章 计算机系统结构综合题.doc

  1. 1、本文档共6页,可阅读全部内容。
  2. 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
1. 一个处理机共有10条指令,各指令在程序中出现的概率如下表: (1) 采用最优Huffman编码法(信息熵)计算这10条指令的操作码最短平均长度。(2) 采用Huffman编码法编写这10条指令的操作码,并计算操作码的平均长度,计算与最优Huffman编码法(信息熵)相比的操作码信息冗余量。将得到的操作码编码和计算的结果填入上面的表中。(3) 采用2/8扩展编码法编写这10条指令的操作码,并计算操作码的平均长度,计算与最优Huffman编码法相比的操作码信息冗余量。把得到的操作码编码和计算的结果填入上面的表中。 (4) 采用3/7扩展编码法编写这10条指令的操作码,并计算操作码的平均长度,计算与最优Huffman编码法相比的操作码信息冗余量。把得到的操作码编码和计算的结果填入上面的表中。 [解答] 指令序号 出现的概率 Huffman编码法 2/8扩展编码法 3/7扩展编码法 I1 0.25 00 00 00 I2 0.20 10 01 01 I3 0.15 010 1000 10 I4 0.10 110 1001 11000 I5 0.08 0110 1010 11001 I6 0.08 1110 1011 11010 I7 0.05 1111 1100 11011 I8 0.04 01110 1101 11100 I9 0.03 011110 1110 11101 I10 0.02 011111 1111 11110 操作码的平均长度 2.99 3.1 3.2 操作码的信息冗余量 1.1% 4.6% 7.6% 2. 一个虚拟存储器按字节编址,最多有128个用户,每个用户最多要用2048页,每页512字节。主存容量8M字节,快表按地址访问,共16个存储字,快表地址码经散列变换得到,为减少散列冲突,快表分为两组,有两套独立的相等比较电路。试: 写出多用户虚地址和主存地址的格式,并给出各字段的长度。 散列变换部件的输入、输出位数各为多少?每个相等比较电路的位数是多少? 快表每个存储字的总长度为多少位?为哪几个字段?各字段的长度为多少位? [解答] 虚地址的长度为27位,格式如下: 主存的地址需要23位:格式如下 由于用户号和虚页号共有18位,所以,散列变换的输入需要18位,而输出的为快表的地址,如果我们假设快表是按照字寻址,那么是3位(快表分为两组,每组8个存储字)。或4位(16个存储字,每字两个入口)。相等比较电路需要比较多用户虚页号,以消除散列冲突,所以,相等比较电路需要18位。 快表中需要存储两项内容:多用户虚页号和实页号。多用户虚页号为18位,实页号为14位,共有32位。 用一条5个功能段的浮点加法器流水线计算。每个功能段的延迟时间均相等,流水线的输出端和输入端之间有直接数据通路,而且设置有足够的缓冲寄存器。要求用尽可能短的时间完成计算,要求: 列出进行加法的次序; 画出流水线时空图; 并计算流水线在此任务中的实际吞吐率、加速比和效率。 [解答] (1)首先需要考虑的是,8个数的的和最少需要做几次加法。我们可以发现,加法的次数是不能减少的:7次;于是我们要尽可能快的完成任务,就只有考虑如何让流水线尽可能充满,这需要消除前后指令之间的相关。由于加法满足交换率和结合率,我们可以调整运算次序如以下的指令序列,我们把中间结果寄存器称为R,源操作数寄存器称为A,最后结果寄存器称为F,并假设源操作数已经在寄存器中,则指令如下: I1: R1←A1+A2 I2: R2←A3+A4 I3: R3←A5+A6 I4: R4←A7+A8 I5: R5←R1+R2 I6: R6←R3+R4 I7: R7←R5+R6 (2)这并不是唯一可能的计算方法。假设功能段的延迟为Δt。时空图如下,图中的数字是指令号: (3)整个计算过程需要1Δt,所以吞吐率为: 加速比为: 效率为: = 0. 4. 一条3个功能段的非线性流水线及其预约表如下: 时间 流水段 1 2 3 4 5 S1 × × S2 × × S3 × × ⑴ 写出流水线的禁止向量和初始冲突向量,并画出调度流水线的状态图。 ⑵ 求流水线的最小启动循环和最小平均启动距离。 ⑶ 通过插入非计算延迟功能段使该流水线达到最优调度,确定该流水线的最佳启动循环及其最小平均启动距离。 ⑷ 画出插入非计算延迟功能段后的流水线连接图及其预约表。 ⑸ 画出插入非计算延迟功能段后的流水线状态图。 ⑹ 在插入非计算延迟功能段前、后,分别计算流水线的最大吞吐率,并计算最大吞吐率改进的百分比。 [解答] ⑵  简单循环 平均启动距离 3 3 5

文档评论(0)

kehan123 + 关注
实名认证
内容提供者

该用户很懒,什么也没介绍

1亿VIP精品文档

相关文档