1.7
某台主频为400MHz的计算机执行标准测试程序，程序中指令类型、执行数量 和平均时钟周期数如下：
指令类型 指令执行数量 平均时钟周期数
45000 整数 1 75000 数据传送 2
4 浮点 8000
分支 1500 2 求该计算机的有效CPI、MIPS和程序执行时间 解：
n
CPI 八(CPIj ICj/IC)
i 4
(1) CPI = (45000X 1 + 75000X 2+ 8000X 4+ 1500X 2) / 129500= 1.776 (2) MIPS 速率=f/ CPI = 400/1.776 = 225.225MIPS
(3) 程序执行时间=(45000 X 1 + 75000X 2 + 8000 X 4+ 1 500 X 2)/400=575s
1.9将计算机系统中某一功能的处理速度加快 10倍，但该功能的处理时间仅为 整个系统运行时间的40%，则采用此增强功能方法后，能使整个系统的性能提 高多少？
解：由题可知： 可改进比例Fe=40% = 0.4 部件加速比Se = 10
S n =』= ------- 根据 「
—
1.5625
—_Fe 吏(1-°.4) °.4/—°
Se
1.10计算机系统中有三个部件可以改进，这三个部件的部件加速比为： 部件加速比 仁30; 部件加速比2=20; 部件加速比3=10
(1) 如果部件1和部件2的可改进比例均为30%，那么当部件3的可改进比 例为多少时，系统加速比才可以达到 10?
(2) 如果三个部件的可改进比例分别为 30%、30%和20%，三个部件同时改 进，那么系统中不可加速部分的执行时间在总执行时间中占的比例是多少？ 解：(1)在多个部件可改进情况下，Amdahl定理的扩展：
Tn
1 - Fe1 - Fe2 - Fe3
Fe1 Fe2 Fe3 sei se2 se3
已知 S1 = 30，S2= 20，S3= 10，Sn= 10，F1 = 0.3，F2 = 0.3，得： 得F3= 0.36，即部件3的可改进比例为36%。 (2)设系统改进前的执行时间为 T,则3个部件改进前的执行时间为: (0.3+0.3+0.2) T = 0.8T，不可改进部分的执行时间为 1 - Fe1 - Fe2 - Fe3 =0.2T
叮叮小文库
已知3个部件改进后的加速比分别为 S1 = 30, S2= 20, S3= 10,因此3个部件 改进后的执行时间为：
Fe1 Fe2 Fe3
改进后整个系统的执行时间为：Tn = 1_Fe1-Fe2—Fe37
，竺?竺，竺
Sei se2 se3
=0.045T+0.2T = 0.245T
那么系统中不可改进部分的执行时间在总执行时间中占的比例是： 0.2/0.245=81.6%
1.11假设浮点数指-FP指令的比例为30%，其中浮点数平方根FPSQR占全部 令 指令的比例为FP操作的CPI为5, FPSQR操作的CPI为20,其他指令 4% , 的平均CPI为。 1.25 解：
n
CPI 八(CPIj ICj/IC)
i 4
改进前： CPI = 5 X 30% + 1.25 X (1 - 30%) = 2.375 设除FPSQR外其余指令的平均CPI为X
则 2.375 = 20 X 4% + (1 - 4%)X ，解出 X = 1.640625 万案1: CPI1 = 3 X 4% + 1.640625 X (1 - 4%) = 1.695 万案
CPI2 = 3 X 30% + 1.25 X (1 - 30%) = 1.775
2.11 解:
1 1
0
1 0.57
0.35 1 0
0.22 1 0
0.09 1
0
0.04 1 0.02 0.13
1 0 0 0 1 0.01
0.01
0.02
0.05
0.06
0.07
0.13
0.22
2
叮叮小文库
043
SHR
STP
CIL
!
欢迎有需要的朋友下载！
STO
JOM
JMP
SUB CLA
ADD
3
计算机系统结构教程课后答案
