计算机组成与系统结构课后答案全

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M1M2指令条数执行时间(ms)指令条数执行时间(ms)P1200×10610000150×1065000P2300×1033420×1036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） 假如某个用户需要大量使用程序 P1，并且该用户主要关怀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） 假如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，主要关怀的也是响应时间，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，因为该用户主要关怀系统的响应时间，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 < sqrt(5×0.006) ×8000，所以 M1 的...