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問答題對(duì)于多周期MIPS處理器，假定將訪問數(shù)據(jù)的過程分成兩個(gè)時(shí)鐘周期可使時(shí)鐘頻率從4.8GHz提高到5.6GHz，但會(huì)使得lw和sw指令增加時(shí)鐘周期數(shù)。已知基準(zhǔn)程序CPUint 2000中各類指令的頻率為：Load：25%，Store：10%，Branch：11%，Jump：2%，ALU：52%。以基準(zhǔn)程序CPUint 2000為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算時(shí)鐘頻率提高后處理器的性能提高了多少？若將取指令過程再分成兩個(gè)時(shí)鐘周期，則可進(jìn)一步使時(shí)鐘頻率提高到6.4GHz，此時(shí)，時(shí)鐘頻率的提高是否也能帶來處理器性能的提高？為什么？

參考答案：

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1.問答題假定某計(jì)算機(jī)字長16位，標(biāo)志寄存器Flag中的ZF、NF和VF分別是零、負(fù)和溢出標(biāo)志，采用雙字節(jié)定長指令字。假定Bgt（大于零轉(zhuǎn)移）指令的第一個(gè)字節(jié)指明操作碼和尋址方式，第二個(gè)字節(jié)為偏移地址Imm8，其功能是：若（ZF+（NF⊕VF）=0）則PC=PC+2+Imm8否則PC=PC+2畫出實(shí)現(xiàn)Bgt指令的數(shù)據(jù)通路。

參考答案：

2.問答題假定某計(jì)算機(jī)字長16位，標(biāo)志寄存器Flag中的ZF、NF和VF分別是零、負(fù)和溢出標(biāo)志，采用雙字節(jié)定長指令字。假定Bgt（大于零轉(zhuǎn)移）指令的第一個(gè)字節(jié)指明操作碼和尋址方式，第二個(gè)字節(jié)為偏移地址Imm8，其功能是：若（ZF+（NF⊕VF）=0）則PC=PC+2+Imm8否則PC=PC+2該計(jì)算機(jī)的編址單位是什么？

參考答案：該計(jì)算機(jī)的編址單位是字節(jié)。
因?yàn)镻C的增量是2，且每條指令占2個(gè)字節(jié)，所以編址單位是字節(jié)。

3.問答題在MIPS指令集中需要增加一條swap指令，可以使用軟件方式用若干條已有指令來實(shí)現(xiàn)偽指令，也可以通過改動(dòng)硬件來實(shí)現(xiàn)。假定用硬件實(shí)現(xiàn)時(shí)會(huì)使一條指令的執(zhí)行時(shí)間增加10%，則swap指令在程序中占多大的比例才值得用硬件方式來實(shí)現(xiàn)？

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4.問答題在MIPS指令集中需要增加一條swap指令，可以使用軟件方式用若干條已有指令來實(shí)現(xiàn)偽指令，也可以通過改動(dòng)硬件來實(shí)現(xiàn)。寫出用偽指令方式實(shí)現(xiàn)“swap $rs，$rt”時(shí)的指令序列

參考答案：

5.問答題 假定某計(jì)算機(jī)字長16位，CPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示，CPU和存儲(chǔ)器之間采用同步方式通信，按字編址。采用定長指令字格式，指令由兩個(gè)字組成，第一個(gè)字指明操作碼和尋址方式，第二個(gè)字包含立即數(shù)Imm16。若一次存儲(chǔ)訪問所花時(shí)間為2個(gè)CPU時(shí)鐘周期，每次存儲(chǔ)訪問存取一個(gè)字，取指令階段第二次訪存將Imm16取到MDR中，請(qǐng)寫出下列指令在指令執(zhí)行階段的控制信號(hào)序列，并說明需要幾個(gè)時(shí)鐘周期。
將存儲(chǔ)單元Imm16的內(nèi)容作為地址所指的存儲(chǔ)單元的內(nèi)容加到寄存器R1中。此時(shí)，Imm16為間接地址。即：R[R1]←R[R1]+ M[M[Imm16]]

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