计算机组成与系统结构课后答案版全清华大学袁春风主编

第 1 章习题 答 案5．若有两个基准测试程序P1 和 P2 在机器 M1 和 M2 上运行，假定 M1 和 M2 的价格分别是5000 元和 8000元，下表给出了P1 和 P2 在 M1 和 M2 上所花的时间和指令条数。程序M1 M2 指令条数执行时间 (ms) 指令条数执行时间 (ms) P1 200×10610000 150×1065000 P2 300×1033 420×1036 请回答下列问题：（1） 对于 P1，哪台机器的速度快？快多少？对于P2 呢？（2） 在 M1 上执行 P1 和 P2 的速度分别是多少MIPS ？在 M2 上的执行速度又各是多少？从执行速度来看，对于P2，哪台机器的速度快？快多少？（3） 假定 M1 和 M2 的时钟频率各是800MHz 和 1.2GHz，则在 M1 和 M2 上执行 P1 时的平均时钟周期数 CPI 各是多少？（4） 如果某个用户需要大量使用程序P1，并且该用户主要关心系统的响应时间而不是吞吐率，那么，该用户需要大批购进机器时，应该选择M1 还是 M2 ？为什么？（提示：从性价比上考虑）（5） 如果另一个用户也需要购进大批机器，但该用户使用P1 和 P2一样多，主要关心的也是响应时间，那么，应该选择M1 还是 M2 ？为什么？参考答案：（ 1） 对于 P1，M2 比 M1 快一倍；对于P2，M1 比 M2 快一倍。（ 2） 对于 M1 ，P1 的速度为： 200M/10=20MIPS ；P2 为 300k/0.003=100MIPS 。对于 M2 ，P1 的速度为： 150M/5=30MIPS ；P2 为 420k/0.006=70MIPS 。从执行速度来看，对于P2，因为 100/70=1.43 倍，所以 M1 比 M2 快 0.43 倍。（ 3） 在 M1 上执行 P1 时的平均时钟周期数CPI 为： 10×800M/(200×106)=40 。在 M2 上执行 P1 时的平均时钟周期数CPI 为： 5×1.2G/(150 ×106)=40 。（ 4） 考虑运行 P1 时 M1 和 M2 的性价比，因为该用户主要关心系统的响应时间，所以性价比中的性能应考虑执行时间，其性能为执行时间的倒数。故性价比R 为：R=1/(执行时间 ×价格 ) R 越大说明性价比越高，也即，“执行时间 ×价格 ”的值越小，则性价比越高。因为 10×5000 > 5 ×8000，所以， M2 的性价比高。应选择M2 。（ 5） P1和 P2 需要同等考虑，性能有多种方式：执行时间总和、算术平均、几何平均。若用算术平均方式，则：因为(10+0.003)/2 ×5000 > (5+0.006)/2×8000，所以 M2 的性价比高，应选择 M2 。若用几何平均方式，则：因为sqrt(10 ×0.003) ×5000 ...