华科专升本计算机系统结构_作业全.doc
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2022-07-18
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第一章作业
简答题
1、 简述什么是计算机系统结构。答：计算机系统结构是程序员所看到的计算机属性，即概
念性结构与功能性结构。
2、 计算机系统的层次从下到上包括哪些？答：计算机系统的层次从上到下包括微程序机器
级、机器语言、操作系统虚拟机、汇编语言虚拟机、高级语言虚拟机、应用语言虚拟机。
3、 Flynn 分类法是以什么对计算机系统进行分类？分成哪几类？答：Flynn 分类法是以指令
流和数据流的多倍性对计算机系统进行分类。Flynn 分类法把计算机系统的结构分为以
下 4 类：单指令流单数据流、单指令多数据流、多指令流单数据流、多指令流多数据流。
4、 简述 Amdahl 定律与加速比计算公式。
答：Amdahl 定律指出加快某部件执行速度所能获取得系统性加速比，受限于该部件的执行
时间占系统中总执行时间的百分比。
加速比计算公式=系统性能（改进后）/系统性能（改进前）=总执行时间（改进前）/总执行
时间（改进后）
计算题
5、如果某一些计算任务用向量方式求解比用标量方式求解快 20 倍。为达到加速比 2，可用
向量方式求解所花费时间占总的时间的百分比为多少？
解：由题可知，系统加速比=2，部件加速比=20，通过向量方式求解可改进比例未知，
可设为 X。
根据 Amdahl 定律可知
系统加速比=1/[(1-X)+X/20]=2
求解得 X=10/19
由此可得，可用向量方式求解所花费时间占总的时间的百分比 53%第二章作业
1、 简述指令集结构设计的基本原则。
完整性、规整性、高效性和兼容性
2、 简述 RISC 结构的设计原则。
1）选取使用频率最高的指令，并补充一些最有用的指令；
2）每条指令的功能应尽可能简单，并在一个机器周期完成；
3）所有指令长度均相同；
4）只有 Load 和 Store 操作指令才访问存储器，其它指令操作均在寄存器之间进行；
5）以简单有效的方式支持高级语言。
3、一个处理机共有 10 条指令，各指令在程序中出现的概率如下：
I1
0.25
I6
0.08
I2
0.20
I7
0.05
I3
0.15
I8
0.04
I4
0.10
I9
0.03
I5
0.08
I10
0.02
(1) 采用最优 Huffman 编码法，计算这 10 条指令的操作码最短平均长度。
(2) 采用 Huffman 编码法，计算这 10 条指令的操作码平均码长，信息冗余量。
1）操作码最短平均长度=2.96
2）信息冗余量=1.0%
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