计算机系统结构课后答案

第 1 章 计算机系统结构的基本概念1.1 解释下列术语Amdahl定律：当对一个系统中的某个部件进行改进后，所能获得的整个系统性能的提高，受限于该部件的执行时间占总执行时间的百分比。程序的局部性原理：程序执行时所访问的存储器地址不是随机分布的，而是相对地簇聚。包括时间局部性和空间局部性。CPI：每条指令执行的平均时钟周期数。1.2 试用实例说明计算机系统结构、计算机组成与计算机实现之间的相互关系。答：如在设计主存系统时，确定主存容量、编址方式、寻址范围等属于计算机系统结构。确定主存周期、逻辑上是否采用并行主存、逻辑设计等属于计算机组成。选择存储芯片类型、微组装技术、 线路设计等属于计算机实现。计算机组成是计算机系统结构的逻辑实现。计算机实现是计算机组成的物理实现。一种体系结构可以有多种组成。一种组成可以有多种实现。1.3 计算机系统结构的Flynn 分类法是按什么来分类的？共分为哪几类？答： Flynn 分类法是按照指令流和数据流的多倍性进行分类。把计算机系统的结构分为：（1）单指令流单数据流SISD （2）单指令流多数据流SIMD （3）多指令流单数据流MISD （4）多指令流多数据流MIMD 1.9 假设某应用程序中有4 类操作，通过改进，各操作获得不同的性能提高。具体数据如下表所示：操作类型程序中的数量（百万条指令）改进前的执行时间（周期）改进后的执行时间（周期）操作 1 10 2 1 操作 2 30 20 15 操作 3 35 10 3 操作 4 15 4 1 （ 1）改进后，各类操作的加速比分别是多少？（ 2）各类操作单独改进后，程序获得的加速比分别是多少？（3）4 类操作均改进后，整个程序的加速比是多少？解：根据 Amdahl 定律SeFeFeSn)1(1可得操作类型各类操作的指令条数在程序中所占的比例Fi各类操作的加速比Si各类操作单独改进后，程序获得的加速比操作 1 11.1% 2 1.06 操作 2 33.3% 1.33 1.09 操作 3 38.9% 3.33 1.37 操作 4 16.7% 4 1.14 4 类操作均改进后，整个程序的加速比：2.16)1(1iiinSFFS第 2 章 指令集结构的分类2.1 解释下列术语CISC：复杂指令集计算机RISC：精简指令集计算机寻址方式：指令系统中如何形成所要访问的数据的地址。一般来说，寻址方式可以指明指令中的操作数是一个常数、一个寄存器操作数或者是一个存储器操作数。数据表示：硬件结构能够识别、指令系统可以直接调用的那些数据结构。2.2 指令集应满足哪几个基本要求？答：对指令...