计算机系统结构作业答案第一章(张晨曦)

第一章计算机体系结构的基本概念1.6对于一台400MHz计算机执行标准测试程序，程序中指令类型，执行数量和平均时钟周期数如下：指令类型指令执行数量平均时钟周期数整数450001数据传送750002浮点80004分支15002求该计算机的有效CPI、MIPS和程序执行时间。解：ICCPIICCPIii/)(45000175000280004150021.776450007500080001500CPI640010225.2251.776fMIPSMIPSCPI速率程序执行时间=64(4500017500028000415002)/(40010)5.7510s1.7将计算机系统中某一功能的处理速度加快10倍，但该功能的处理时间仅为整个系统运行时间的40％，则采用此提高性能的方法后，能使整个系统的性能提高多少？解：部件加速比＝11，可改进比例＝40％系统加速比＝111.5714(10.4(1＝＝0.4可改进比例）＋可改进比例）＋部件加速11比1.8计算机系统有三个部件可以改进，这三个部件的加速比如下：部件加速比1＝30；部件加速比2＝20；部件加速比3＝10；(1)如果部件1和部件2的可改进比例为30％，那么当部件3的可改进比例为多少时，系统的加速比才可以达到10？(2)如果三个部件的可改进比例为30％、30％和20％，三个部件同时改进，那么系统中不可加速部分的执行时间在总执行时间中占的比例是多少？解：1）在多个部件可改进情况下Amdahl定理的扩展:eeeoeSffTT)1(eeeSffS)1(1iiiiiSffS)1(1式中，fi为可加速部件i在未优化系统中所占的比例；Si是部件i的加速比。1332211321)](1[SfSfSffffS13330203.0303.0)]3.03.0(1[10ff36.0180653f2）82.07.14126012602.1609.0606.02.02.0102.0203.0303.02.02.0102.0203.0303.0)]2.03.03.0(1[TTTTTp1.9解：1).操作1加速比＝2/12操作2加速比＝20/154/3操作3加速比＝10/3操作4加速比＝4/142).改进前程序执行总时间＝10×2+30×20+35×10+15×4＝1030操作1改进后，程序获得的加速比为：11.0110*2/1030(110*2/1030)2操作2改进后，程序获得的加速比为：11.1630*20/1030(130*20/1030)4/3操作3改进后，程序获得的加速比为：11.3135*10/1030(135*10/1030)10/3操作4改进后，程序获得的加速比为：11.0515*4/1030)(115*4/1030)43).四类操作均改进后，整个程序的加速比是：10301.7810*130*1535*315*1