计算机组成及结构 部分答案.pdf

第 1 章 计算机系统概述 1.8 解：（1）用 CPU 性能公式进行计算。对 CPU1，占用 2 个时钟周期的分支指令占总指 令的 20%，剩下的指令占用 1 个时钟周期。所以 CPI1 = 0.2×2 + 0.80×1 = 1.2 则 CPU1 的总CPU 时间 TCPU1 = IN1 ×1.2 ×TC1=1.2 IN1 TC1 在 CPU2 中没有独立的比较指令，所以CPU2 的程序量为 CPU1 的 80%，分支指令的比例 为：20%÷80% = 25% 。这些分支指令占用2 个时钟周期，而剩下的 75%的指令占用 1 个 时钟周期，因此： CPI2 = 0.25×2 + 0.75×1 = 1.25 因为 CPU2 不执行比较，故指令条数 IN2 = 0.8×IN1 根据假设，CPU2 的时钟周期TC2 = 1.25TC1 因此，CPU2 的 总 CPU 时间 T = I ×CPI ×T = 0.8×I ×1.25×1.25T = 1.25 I T CPU2 N2 2 C2 N1 C1 N1 C1 可见 TCPU1 TCPU2 ，尽管 CPU2 执行指令条数较少，但 CPU1 因为有着更短的时钟周期，所 以比CPU2 快。 （2 ）如果CPU1 的时钟周期时间仅仅比 CPU2 快 1.1 倍，故 TC2 = 1.1TC1 ，则 CPU2 的 总 CPU 时间 T = I ×CPI ×T = 0.8×I ×1.25×1.1T = 1.1 I T T CPU2 N2 2 C2 N1 C1 N1 C1 CPU1 因此，CPU2 由于执行更少指令条数，比CPU1 运行更快些。 1.9 提示：三个部件的加速比公式 0 T 1