4、有一条流水线如下所示。

(1) 求连续输入10条指令，该流水线的实际吞吐率和效率；

(2) 该流水线的瓶颈在哪一段？请采取三种不同的措施消除此“瓶颈”。对于你所给出的新流水线，计算连续输入10条指令时，其实际吞吐率和效率。

5、试根据以下指令，阐述先行控制技术的工作过程：

n LOAD R1，A1 n+1 ADD R1，R2 n+2 JMP L ? L：?

五、计算题

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1、试题序号：581 2、题型：计算题 3、难度级别：4

4、知识点：一、计算机体系结构的基本概念 5、分值：10

6、所需时间：15分钟 7、试题关键字：解释执行 8、试题内容：

假设有一个计算机系统分为四级，每一级指令都比它下一级指令在功能上强M倍，即一条r+1级指令能够完成M条r指令的工作，且一条r+1级指令需要N条r级指令解释。对于一段在第一级执行时间为K的程序，在第二、第三、第四级上的一段等效程序需要执行多少时间？ 9、答案内容：

解：假设在第一级上用时间K执行了该级IC条指令。1分

IC对第二级而言，为了完成IC条指令的功能，第二级指令的条数为：。为

MICIC了执行第二级条指令，需要执行N条第一级的指令对其进行解释，所

MM以对于第二级而言，等效程序的执行时间是：

IC?K?ICT2??M?N?M?M?IC 2N????1?KM???分

对于第三级而言，为了完成IC条指令的功能，第三级指令的条数为：

ICICIC。为了执行第三级条指令，需要执行N条第二级的指令对其进行222MMM解释。那么对第二级而言，总的指令条数为：

ICIC?N 3分 M2M2而第二级IC2?IC2N等效于第一级??MMICIC??NM2?M2?M?条指令，同时还需要

IC??IC?N?N条第一级指令进行解释，所以第三级等效程序的执行时间是： 22?MM????ICICIC??IC??KT3???M?N?M??M?N?N?2222MM??M??IC??MN????1?KM???2 3分

按照同样的逐层递推关系，不难求得第四级等效程序的总的执行时间为：

N??T4??1?KM???3 1分

10、评分细则：10分/小题，评分细则分布在答案内容中。

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1、试题序号：582 2、题型：计算题 3、难度级别：3

4、知识点：1.5 定量分析技术基础 5、分值：10

6、所需时间：15分钟

7、试题关键字：阿姆达尔定律 8、试题内容：

已知某商用计算机拟增加字符串操作功能。 若用软件实现，与无字符串操作相比，速度提高4倍， CPU成本提高1/5倍；若用硬件实现，则速度是原来的100倍，,CPU成本是原来的5倍。 由实验测得，字符串操作占总运行时间的50%， CPU成本约占整机成本的1/3。你选用哪种设计方案? 9、答案内容：

解：采用软件方法时

根据阿姆达尔定律，性能提高：

1 S=50%=1.66 2分 (1-50%)+ 5 硬件成本提高到C=2/3 + 1/3* (1+1/5)=1.07 1分 价格性能比为：C/S = 1.07/1.66 = 0.64 1分 采用硬件方法时：

S=1/[（1-50%）+50%/100]=1.98 2分

硬件成本提高到C=2/3 + 1/3* 5=2.33 1分 价格性能比为：C/S = 2.33/1.98 = 1.18 1分

如果仅考虑性能提高，则可选择硬件方法，而考虑性能提高和成本因素，则应选择软件方法。 2分

10、评分细则：10分/小题，评分细则分布在答案内容中。

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1、试题序号：583 2、题型：计算题 3、难度级别：4

4、知识点：一、计算机体系结构的基本概念 5、分值：10

6、所需时间：15分钟

7、试题关键字：CPU性能公式 8、试题内容：

假设我们考虑条件分支指令的两种不同设计方法如下：

（1） CPUA：通过比较指令设置条件码，然后测试条件码进行分支。 （2） CPUB：在分支指令中包括比较过程