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問答題假定機器M的時鐘頻率為1.2GHz，某程序P在機器M上的執(zhí)行時間為12秒鐘。對P優(yōu)化時，將其所有的乘4指令都換成了一條左移2位的指令，得到優(yōu)化后的程序P′。已知在M上乘法指令的CPI為5，左移指令的CPI為2，P的執(zhí)行時間是P′執(zhí)行時間的1.2倍，則P中有多少條乘法指令被替換成了左移指令被執(zhí)行？

參考答案： 顯然，P′的執(zhí)行時間為10秒，因此，P比P’多花了2秒鐘，因此，執(zhí)行時被換成左移指令的乘法指令的條數(shù)為1.2G×2/（5...

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1.問答題 假定某編譯器對某段高級語言程序編譯生成兩種不同的指令序列S1和S2，在時鐘頻率為500MHz的機器M上運行，目標指令序列中用到的指令類型有A、B、C和D四類。四類指令在M上的CPI和兩個指令序列所用的各類指令條數(shù)如下表所示。

請問：S1和S2各有多少條指令？CPI各為多少？所含的時鐘周期數(shù)各為多少？執(zhí)行時間各為多少？（注：從上述結(jié)果來看，對于同一個高級語言源程序，在同一臺機器上所生成的目標程序不同，其執(zhí)行時間可能不同，而且，并不是指令條數(shù)少的目標程序執(zhí)行時間就一定少。）

參考答案：S.1有10條指令，CPI為（5×1+2×2+2×3+1×4）/10=1.9，所含的時鐘周期數(shù)為10×1.9=19，執(zhí)行...

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2.問答題假設(shè)某機器M的時鐘頻率為4GHz，用戶程序P在M上的指令條數(shù)為8×109，其CPI為1.25，則P在M上的執(zhí)行時間是多少？若在機器M上從程序P開始啟動到執(zhí)行結(jié)束所需的時間是4秒，則P占用的CPU時間的百分比是多少？

參考答案：程序P在M上的執(zhí)行時間為：1.25×8×109×1/4G=2.5s，從啟動P執(zhí)行開始到執(zhí)行結(jié)束的總時間為4秒，其中2.5...

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3.問答題假設(shè)同一套指令集用不同的方法設(shè)計了兩種機器M1和M2。機器M1的時鐘周期為0.8ns，機器M2的時鐘周期為1.2ns。某個程序P在機器M1上運行時的CPI為4，在M2上的CPI為2。對于程序P來說，哪臺機器的執(zhí)行速度更快？快多少？

參考答案：假設(shè)程序P的指令條數(shù)為N，則在M1和M2上的執(zhí)行時間分別為：
M.1：4N×0.8=3.2N（ns）

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4.問答題 若機器M1和M2具有相同的指令集，其時鐘頻率分別為1GHz和1.5GHz。在指令集中有五種不同類型的指令A(yù)~E。下表給出了在M1和M2上每類指令的平均時鐘周期數(shù)CPI。請回答下列問題：

假定某程序P的指令序列中，五類指令具有完全相同的指令條數(shù)，則程序P在M1和M2上運行時，哪臺機器更快？快多少？在M1和M2上執(zhí)行程序P時的平均時鐘周期數(shù)CPI各是多少？

參考答案：5類指令具有完全相同的指令條數(shù)，所以各占20%。
在M1和M2上執(zhí)行程序P時的平均時鐘周期數(shù)CPI分別為：

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5.問答題 若機器M1和M2具有相同的指令集，其時鐘頻率分別為1GHz和1.5GHz。在指令集中有五種不同類型的指令A(yù)~E。下表給出了在M1和M2上每類指令的平均時鐘周期數(shù)CPI。請回答下列問題：

M1和M2的峰值MIPS各是多少？

參考答案：M1上可以選擇一段都是A類指令組成的程序，其峰值MIPS為1000MIPS。
M2上可以選擇一段A和B類指令組...

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