计算机组成与结构课后习题

问答题

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往下设计由下往上设计系列机软件兼容兼容机模拟仿真虚拟机宿主机指令流数据流 Amdahl定律 CPI MIPS MFLOPS

2、想在系列中发展一种新型号机器，你认为下列哪些设想是可以考虑的，哪些则是不行的？为什么？
（1）新增加字符数据类型和若干条字符处理指令，以支持事务处理程序的编译。
（2）为增强中断处理功能，将中断分析由原来的4级增加到5级，并重新调整中断响应的优先次序。
（3）在CPU和主存之间增设Cache存贮器，以克服因主存访问速率过低而造成的系统性能瓶颈。
（4）为解决计算误差较大，将机器中浮点数的下溢处理方法由原来的恒置"1"法，改为增设用只读存贮器存放下溢处理结果的查表舍入法。
（5）为增加寻址灵活性和减少平均指令字长，将原来全部采用等长操作码的指令改成有3类不同码长的扩展操作码；并将源操作数寻址方式由原来的操作码指明改成增加一个如VAX-11那样的寻址方式位字段来指明。
（6）将CPU与主存之间的数据通路宽度由16位扩到32位，以加快主机内部信息的传送。
（7）为了减少使用公用总线的冲突，将单总线改为双总线。
（8）把原来的0号通用寄存器改作为专用的堆栈指示器。

3、假设高速缓存Cache工作速度为主存的5倍，且Cache被访问命中的概率为90%，则采用Cache后，能使整个存储系统获得多高的加速比Sp？

4、如果某一计算任务用向量方式求解比用标量方式求解要快20倍，称可用向量方式求解部分所花费时间占总的时间的百分比为可向量化百分比。请画出加速比与可向量化比例两者关系的曲线。

5、在题1.4中，为获得采用向量方式最大加速比的半值（即10）时，所需可向量化的百分比为多少。

6、假设高速缓存Cache 工作速度为主存的5倍，且Cache被访问命中的概率为90%，则采用Cache后，能使整个存储系统获得多高的加速比？