某模型機(jī)9條指令使用頻度為：
要求有兩種指令字長，都按雙操作數(shù)指令格式編排，采用擴(kuò)展操作碼，并限制只能有兩種操作碼碼長。設(shè)該機(jī)有若干通用寄存器，主存為16位寬，按字節(jié)編址，采用按整數(shù)邊界存儲，任何指令都在一個主存周期中取得，短指令為寄存器--寄存器型，長指令為寄存器--主存型，主存地址應(yīng)能變址尋址。
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若采用FIFO替換算法，計算Cache的塊命中率。
如果N=100，采用指令取消技術(shù)后，在程序執(zhí)行過程中，能夠節(jié)省多少個指令周期？
指出訪存操作數(shù)地址尋址的最大相對位移量為多少個字節(jié)？
一臺機(jī)器要求浮點(diǎn)數(shù)的字長的精度不低于10-7.2，表數(shù)的范圍正數(shù)不小于1038，且正負(fù)對稱。尾數(shù)用原碼、純小數(shù)表示，階碼用移碼、整數(shù)表示。設(shè)計這種浮點(diǎn)數(shù)的格式。
設(shè)16個處理器編號分別為0，1，…，15，要用單級互連網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)互連函數(shù)分別為：（1）Cube3（Cube1）（5）Butterfly（Butterfly）（8）σ-1（9）β（1）（13）ρ（2）時，第13號處理器分別與哪一個處理器相連？
按最優(yōu)調(diào)度策略連續(xù)輸入8個任務(wù)時，流水線的實(shí)際吞吐率是多少？
如果把一條指令的執(zhí)行過程分解為“取指令”、“分析”（包括譯碼和取操作數(shù)等）和“執(zhí)行”（包括運(yùn)算和寫回結(jié)果等）三個階段，并采用三級流水線。仍然要采用指令取消技術(shù)，請修改上面的程序。
在編號分別為0，1，2，……，9的16個處理器之間，要求按下列配對通信：（B、1），（8、2），（7、D），（6、C），（E、4），（A、0），（9、3），（5、F）。試選擇所用互連網(wǎng)絡(luò)類型、控制方式，并畫出該互連網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和各級的交換開關(guān)狀態(tài)圖。
若Cache的4個塊號為C0、C1、C2和C3，列出程序執(zhí)行過程中的Cache塊地址流。
考慮題目全部要求，設(shè)計優(yōu)化實(shí)用的操作碼形式，并計算其操作碼的平均碼長。