= 1.25 ICA×tA
TCPUA 所以CPUA比CPUB运行得更快些。 例1.5 在例1.4中，如果CPUB的时钟周期只比CPUA的慢10%，那么哪一个CPU会工作得更快些？ 解： CPUB时钟周期就比CPUA要慢10% tB = 1.10tA TCPUB = ICB×CPIB×tB = 0.8 ICA×1.25×1.10tA = 1.1 ICA×tA TCPUA>TCPUB 所以CPUB比CPUA运行得更快些。 11 例1.A1 计算Pentium II 450(IPC＝2)处理机的运算速度。 解： 由于PentiumII 450处理机的IPC＝2 (或CPI＝0.5) Fz＝450MHz， MIPSPentium II 450＝Fz×IPC＝450 MHz×2＝900(MIPS) 例1.A2 我国最早研制的小型计算机DJS-130，定点16位，加法每秒50万次，但没有硬件乘法和除法指令,用软件实现乘法和除法，速度低100倍左右。求等效速度。 解：定点等效速度为： MIPS?指令条数执行时间?106?时钟频率CPI?106 等效指令速度MIPS?1/（0.800.20?）?0.02MIPS 0.50.5/100即每秒2万次，由于乘法和除法用软件实现，等效速度降低了25倍。 12 例1.A3 假设在程序中浮点开平方操作FPSQR的比例为2％，它的CPI为100；其他浮点操作FP的比例为23％，它的CPI＝ 4.0；其余75％指令的CPI＝1.33，计算该处理机的等效CPI。如果FPSQR操作的CPI也为4.0，重新计算等效CPI。 解： CPI??(CPIi?i?1nIi) IC等效CPI＝100′2％＋4′23％＋1.33′75％ ＝3.92 等效CPI2＝4′25％＋1.33′75％ ＝2.00 1.1 解释下列术语 层次结构，计算机系统结构，计算机组成，计算机实现，透明性，由上而下设计，由下而上设计，由中间向两边设计，软件兼容，向上兼容，固件，系列机，兼容机，模拟，仿真，虚拟机，宿主机，指令流，数据流，单指令流单数据流，多指令流多数据流，Amdahl定律，CPI，MIPS，MFLOPS。 13 1.2 每一级为了执行一条指令需要下一级的N条指令解释，若执行第一级的一条指令需kns，那么执行第2级、第3级、第4级的指令需要多少时间？ 第1级 1条1级指令 k ns 第2级 1条2级指令 N条1级指令 1·N·k ns = Nk ns 2 第3级 1条3级指令 N条2级指令 1·N·N·k ns = Nk ns 3 第4级 1条4级指令 N条3级指令 1·N·N·N·k ns = Nk ns 1.4 每一级指令能完成下一级的M条指令的工作量，且每一级指令需要下一级的N条指令解释，若执行第一级的一条指令需kns，那么执行第2级、第3级、第4级的等效程序需要多少时间？ 第1级 1条1级指令 k ns 第2级 等效程序为1/M条2级指令 需N/M条1级指令解释 N/M·k ns 22 第3级 等效程序为1/M/M条3级指令 需NN/M/M条1级指令解释 N/M ns 33 第4级 等效程序为1/M/M/M条4级指令 需NNN/M/M/M条1级指令解释 N/M ns 1.6 试以实例说明计算机系统结构、计算机组成与计算机实现之间的相互关系与相互影响。 14 系统结构、组成和实现是三个不同的概念，它们各自包含不同的内容，但又有紧密的关系。 以存储系统为例，主存储器容量和寻址方式的确定属计算机系统结构，主存的速度应多高，在逻辑结构上采用什么措施属计算机组成，而主存的物理实现，如存储器采用什么样器件，逻辑电路设计和微组装技术则属计算机实现。 1.7 什么是透明性概念？对计算机系统结构，下列哪些是透明的？哪些是不透明的？? 存贮器的模m交叉存取；透明（组成） ? 浮点数据表示；不透明（系统结构） ? I/O系统是采用通道方式还是I/O处理机方式；不透明 ? 数据总线宽度；透明（组成） ? 阵列运算部件；透明（组成） ? 通道是采用结合型的还是独立型的；透明（组成） ? PDP-11系列中的单总线结构；不透明（系统结构） ? 访问方式保护；不透明（系统结构） ? 程序性中断；不透明（系统结构） ? 串行、重叠还是流水控制方式；透明（组成） 15