DOC《《计算机系统结构》部分习题参考答案》

11101 I10 0.02

011111 1111

11101 操作码平均长度 2.99 3.1 3.2 操作码冗余信息 0.7% 4.2% 7.2% 2.14 解: 1) 操作码编码: I1 35%

0 I2 25%

10 I3 20%

110 I4 10%

1110 I5 5%

11110 I6 3%

111110 I7 2%

111111 操作码平均长度:H=ΣPiLi=2.35 2)??? 指令格式、各字段长度和操作码编码: 可采用2/4扩展法编码,3条RR指令(I1,I2,I3)的操作码为2位,四条指令(I4 I5 I6 I7)的操作码长为4位,则: 8位操作码的指令格式 Op R1 R2

2 3

3 其中:Op为00,01,10 16位操作码的指令格式 Op R1 M R2

4 3

8 1 其中,Op为1100,1101,1110,1111 ? 2.15 解: 1) 单地址指令条数为63 零地址指令条数64 操作码分别为: 双址:0000 ~1110 单地址:1111

000000 ....

1111 111110 零地址:1111

111111 000000 ......

1111 111111

111111 3)??? 首先,从题意可得:(16-x) :63x =

1 :9 所以,x =

2 操作码分别为: 双址:0000-1110(共14条) 单地址:1110

0000000 ……..

1111111 1111

0000000 ……..

1111111 (共126条) 零地址:1110

111111 000000 ......

111111 1111

111111 000000 ....

111111 (共126条) 2.16 解: 2) 处理器1:条数最少,但指令字最长,存储空间较大,速度最慢. 处理器2:条数比上多一些,但字长稍短,空间占用差不多速度较慢. 处理器3:条数最多,但指令字长较短,但总空间占用可能最大, 速度高 处理器4:条数与一地址相当,虽指令字长短,但总的空间占用可能最大,速度最慢. 处理器5:指令条数较少,字长比一般二地址系统短的多.存储空间少,速度高. 3) 2地址、3地址、1地址、二地址多累加器指令系统、堆栈 4) 二地址多累加器指令系统、1地址、3地址、2地址、堆栈 ? 2.20 解: 1)????? Start: Move AS,R1 Move Num ,R2 Move (R1),AD-AS(R1) Loop: INC R1 DEC R2 BGT Loop Move (R1)1AD-AS(R1) HALT NUM: N 2)????? 可节省的指令周期:99个3)????? Start:Move AS1,R1 Move NUM,R2 Move (R1),AD-AS(R1) INC R1 Loop: DEC R2 BGT Loop Move (R1), AD-AS(R1) INC R1 3.1题: (1)?? 当S2>

>

S1时,平均价格接近C2. (2)?? ta = h*t1+(1-h)*t2 (3)?? e = 1/[h+(1-h)r] (4)?? ? (5)?? 当r = 100时,h>

0.99947 (6)?? P134公式,H'

= (H+n-1)/n=(0.96+5D-1)/5D=0.99947 计算得:D>

15.05,取D=16 3.2题: (1)?? T=H1T1+(1-H1)H2T2+(1-H1)(1-H2)T3;

(2)?? 当s3>

>

s1且s3>

>

s2时,平均价格c约等于c3. 3.3题: (1)?? t = ht1 + (1 C h)t2, 当cache为64k时,t = 0.7*20ns + (1-0.7)*200ns = 74ns;

当cache=128k 时,t = 38ns;

当cache=256k时,t=23.6ns (2)?? 按照公式: cache=64k, c=0.2585美元/k字节;

cache=128k, c=0.3152美元/k字节;

cache=256k,c=0.4235美元/k字节 (3)?? 按等效访问时间由小到大排序,容量分别为: 256k,128k,64k 按每字节平均价格由小到大排序,分别为: 64k, 128k, 256k (4)?? ①19.129 ns.美元/k字节;

②11.9776 ns.美元/k字节;

③ 9.9946 ns.美元/k字节;

选256k的cache最优 3.7题: 第(1)小题解答: 方式

一、体号:4位;

体内地址:20位;

方式

二、存贮地址:20位;

多路选择器:4位;

方式

三、体内地址:20位;

存储器体号:4位;

方式

四、高位体号:1位;

低位体号:3位;

体内地址:20位;

方式

五、高位体号:2位;

低位体号:2位;

体内地址:20位;

方式

六、体内地址:20位;

多路选择器:2位;

低位体号:2位;

? 第(2)小题 ①扩大容量;

②比较简单;

③速度比较快;

④速度快,容量大;

⑤速度快,容量大;

⑥提高速度 第(3)小题 ① 1;

② 16;

③ 接近16;