计算机系统结构课后习题答案

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。

【篇三:计算机系统结构复习重点+课后习题解答(顾一

禾)】

/p> 1. 计算机系统结构、组成、实现的基本概念和包含的内容;系统结构与软硬件功能划分的关系;计算机系统

的多级层次结构;判断某项内容属于结构、组成、实现的哪一类;判断某项内容针对不同程序员的透明性。 2. 促进系统结构发展的因素(软件、应用、器件)。

软件:实现软件可移植性的方法;系列机的概念;软件兼容的概念(向前、向后、向上、向下兼容);模拟与仿真技术的概念; 应用:应用对系统结构的要求。 器件:系统结构下移的概念。

3. 计算机系统的分型与分类的概念。flynn分类法 4. 系统结构设计的定量原理(amdahl定理);加速比的计算方法; 5. 程序访问的局部性原理(时间局部性、空间局部性);判断系统结构中局部性原理的应用。 6. 系统评价的指标(响应时间、cpu时间、mips、mflops);运用cpu性能公式、平均cpi比较系统性 能。

(2)mips速率=f/ cpi =400/1.776 =225.225mips -

1.8 解:(1)在多个部件可改进情况下,amdahl定理的扩展: sp? 1

(1??fei)??ei rei

已知re1=30,re2=20,re3=10,sp=10,fe1=0.3,fe2=0.3,得: 10? 1

1(-0.3?0.3?f3)?(0.3/30?0.3/20?f3/10) 得fe3=0.36,即部件3的可改进比例为36%。

(2)设系统改进前的执行时间为t,则3个部件改进前的执行时间为:(0.3+0.3+0.2)t = 0.8t,不可改进部分的执行时间为0.2t。 已知3个部件改进后的加速比分别为s1=30,s2=20,s3=10,因此3个部件改进后的执行时间为: tn?

0.3t0.3t0.2t

???0.045t 302010

改进后整个系统的执行时间为:tn = 0.045t+0.2t = 0.245t

那么系统中不可改进部分的执行时间在总执行时间中占的比例是: 0.2t

?0.82=82% 0.245t 1.9 解: (1

根据amdahl定律sp? 可得

1(1?fe)?e re

(3)在多个部件可改进情况下,amdahl定理的扩展: sp? 1

(1??fei)??ei rei

4类操作均改进后,整个程序的加速比是:

1/(1.94%/2+58.3%/1.33+34%/3.33+5.83%/4)≈1.78 补充题

1. 确定下列内容各属于哪方面的问题。

2. 判断下列哪些内容对机器语言(含汇编语言)程序员是透明的。 1)指令寄存器2)程序计数器 3)数据通路的宽度4)浮点数据表示 5)行波进位加法器 6)cache 7)控制存储器 8)中断屏蔽触发器 9)通用寄存器 10)硬盘

11)只读存储器使用eprom芯片 12)微地址寄存器 答: 1、3、5、6、7、11、12 第二章

1. 指令系统的设计要求(完备性、有效性、兼容性、规整性、对称性、可扩充性、正交性、有利于编译)。 2. 指令系统的分类(堆栈

型、累加器型、通用寄存器型);通用寄存器型指令的特点(r-r型、r-m型、 m-m型)。

3. 操作数访问方式(按地址访问、按内容访问);

按地址访问的编址问题:字编址、字节编址、位编址;按字节编址时的大端排序与小端排序。编址规定中的访存越界问题及其解决方法。

按内容访问:联想存储器的工作过程。

4. 指令格式的设计准则;操作码的优化方法(霍夫曼编码、扩展霍夫曼编码)。 5. 指令系统的两种设计风格cisc和risc。 cisc风格的特点;risc风格的特点。

risc风格指令系统的实现技术:窗口寄存器重叠技术、优化转移技术。

6. 数据类型、数据表示、数据结构的概念和关系;引入数据表示的原则(减少程序执行时间和存储容量、较

好的通用性和较高的效率);数据表示与系统结构的关系。

7. 向量数据表示的形式;采用向量数据表示时,向量指令中应给出的内容。 8. 自定义数据表示:带标志符数据表示、数据描述符表示。 部分习题参考答案: 补充题 一、 某模型机的9

写出这9条指令操作码的huffman编码、3-4扩展编码、2-7扩展编码,并计算这3种编码的平均码长。 答:两种huffman编码方案 huffman编码1的平均码长:

二、某处理机的指令系统的指令字长为12位,每个地址码的长度为3位,现要求该指令系统中有:三地址指令4条、单地址指令255条、零地址指令16条。问能否用扩展编码的方式为其操作码编码?如果要求单地址指令

为254条,能否对其操作码用扩展编码?说明理由。 答:三地址指令格式:

(2)如果要求单地址指令为254条,则可以满足单地址指令的需要,可以用扩展编码的方式为该方案的操作码编码。

⑴ 计算三种指令代码序列从存储器取指所需的总字节数。 ⑵ 计算三种指令代码序列取数或存数所需的总字节数。 ⑶ 比较三种结构所需的指令字节数和需传送的总字节数。

说明:减法为目的操作数减去源操作数、除法为目的操作数除以源操作数。 答:(1)堆栈型

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