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计算机原理与设计习题课PPT学习教案.pptx
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会计学
1
计算机原理与
设计习题课
2
假设我们有两台计算机
M1
和
M2
。
M1
的主频是
1GHz
,
M2
的主频是
2GHz
。每台计算机的指令都有
4
类,它们的
CPI
分别为
1
、
2
、
3
和
4
。当同样一个用高级语言编写的程序在两
台机器上分别编译执行时,我们得到下表所列的结果。
◆
其中的百分比是执行时每类指令出现的频率。试分别计算该程序在
两台机器上的执行时间。如果单从执行时间上考虑,哪一台机器的
性能更好?
第
1
页
/
共
35
页
3
解题思路:
解:
第
2
页
/
共
35
页
。
是实指周期的时间长度
要的平均的时
钟周
期,
是每条指令执行时所需
是被执行的指令总数,
)
(
)
er
(
)
(
cle
T
imesPerCy
TPC
n
Instructio
CyclesP
CPI
ns
Instructio
I
TPC
CPI
I
T
)
(
035
2
.
0
10
2
1
%)
50
4
%
30
3
%
10
2
%
10
1
(
22000000
)
(
034
3
4
.
0
10
1
1
%)
5
4
%
10
3
%
35
2
%
50
1
(
20200000
9
2
9
1
s
T
s
T
M
M
4
试计算上题中两台计算机的
MIPS
(
Million
Instructions P
er Se
cond
),即每秒能执行多少百万
条指令。
解题思路:
解:
第
3
页
/
共
35
页
6
6
10
1
10
TPC
CPI
T
I
MIPS
万为单位
的数值即可。
将计算结果转换成
以百
可执行的指令条数,再
关键是计算出单位时间
625
10
0352
.
0
20200000
588
10
03434
.
0
20200000
6
2
6
1
M
M
MIPS
MIPS
5
如果使用
100000
0
个
CP
U
构建一个并行系统并想
得到单
CP
U
系统
50000
0
倍的性能,那么程序中允许出
现的串行执行的代码的比例应该不超过多少才行?
解题思路:
解:
第
4
页
/
共
35
页
算机的性能加速比。
也适用于计算高性能计
。
)
(
也有上限
,
即使
则整体性能的加速比
是
的时间百分比为
执行程序时用到该部件
,
的
倍,即所需时间是原来
假设某部件优化了
Law
s
Amdahl
S
n
r
n
r
r
T
n
r
T
T
T
T
P
P
S
r
n
Law
s
Amdahl
n
n
'
r
-
1
1
)
1
(
1
)
1
(
,
n
1
'
0
0
0
0
0
999999
1
)
1
(
1
)
1
(
,
500000
,
1000000
'
500000
CPU
1000000
)
1
(
,
x
r
n
r
S
x
r
S
n
Law
s
Amdahl
x
x
,求解可得
将它们代入公式
,
即对比
倍,
,性能提升
个
并行系统含
,
例为
则并行执行的代码的
比
例为
设串行执行的代码的比
剩余34页未读,
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