东北大学计算机体系结构期中考试

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资源描述

1、某机指令字长16位,设有单地址和双地址两类指令。若每个地址字段均为6位,且双地址指令有10条,问单地址指令最多可以有多少条?2、某机有10条指令,使用频度为:0.01,0.15,0.12,0.07,0.08,0.13,0.15,0.03,0.17,0.09。试计算操作码的平均码长。(1)用等长二进制编码(2)用huffman编码(3)只有2种码长的扩展操作码(平均码长最短)。3.已知如下指令序列,完成双精度浮点数组运算X=a+X:Loop:LDF0,0(R1)ADDDF4,F0,F2SD0(R1),F4SUBIR1,R1,#8BNEZR1,Loop其中(R1)的值为32的倍数,设有1个周期的转移延时。设指令流水分为5段:IF,ID,EX,MEM,WB.其中浮点加法指令需要4个时钟周期,记为A1,A2,A3,A4。采用Forwarding技术。画出第一个循环的流水线运行时空图。4.求向量Y=aX+Y,X和Y为128个元素的向量,在Cray-1向量机上实现,需分解为下列向量指令:1.LVV1,X2.MULTSVV2,R0,V13.LVV3,Y4.ADDVV4,V2,V35.SVY,V4其中,a在标量寄存器R0中,假设在该向量处理机中,Tloop=15,向量存储部件启动需12个时钟周期,向量加法部件启动6个,向量乘法部件启动7个时钟周期,向量寄存器长度为MVL=64,功能部件的执行时间分别为:访存部件6拍,向量乘法部件7拍,向量加法部件6拍,打入寄存器及启动功能部件各需1拍,当用下列2种方式工作时,各需多少拍才能得到全部结果?(1)不采用链接技术,请写出指令执行时的编队,并计算总执行时间;(2)采用链接技术,请写出指令执行时的编队,并计算总执行时间;指令时钟周期1234567891011121314LDIFIDExMEMWBADDDSDSUBIBNEZ5.某台计算机的时钟频率为1GHz,物理地址的长度为32位,按字节编址,使用16KB的数据CACHE和16KB的指令CACHE,块大小都为16B,采用直接映象。数据CACHE的失效率为6.4%,指令CACHE的失效率为1.3%,命中时间均为1个时钟周期,失效开销均为50个时钟周期。试计算:(1)请指出在存取CACHE时,块内偏移、索引和标识分别占多少位?(2)在该机器执行的程序,其各类指令理想状态下的CPI和访存次数及使用频度分别如下表,求平均访存时间和实际CPI和CPU时间(注:指令条数用IC来表示)操作类型操作数量理想CPI指令访问次数数据访问次数ALU50%110LOAD25%211STORE15%211其它指令10%210

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