五 计算题
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五 计算题
五、计算题
---------------------------------------------------------------------- 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：。为了
MICIC执行第二级条指令，需要执行所以对N条第一级的指令对其进行解释，
MM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
IC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：2。
MICIC为了执行第三级2条指令，需要执行2N条第二级的指令对其进行解释。那
MM么对第二级而言，总的指令条数为：
ICIC?N 3分 22MM而第二级IC2?IC2N等效于第一级??MMICIC??N?M22M?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：
五 计算题
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。
---------------------------------------------------------------------- 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。
---------------------------------------------------------------------- 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
在两种CPU中，条件分支指令都占用2个时钟周期而所有其它指令占用1个时钟周期，对于CPUA，执行的指令中分支指令占20%；由于每个分支指令之前都需要