問答題

在一臺單流水線多操作部件的處理機上執(zhí)行下面的程序,每條指令的取指令、指令譯碼需要一個時鐘周期,MOVE、ADD和MUL操作分別需要2個、3個和4個時鐘周期,每個操作都在第一個時鐘周期從通用寄存器中讀操作數(shù),在最后一個時鐘周期把運算結果寫到通用寄存器中。

在程序實際執(zhí)行過程中,哪幾種數(shù)據(jù)相關會引起流水線停頓?

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若Cache的4個塊號為C0、C1、C2和C3,列出程序執(zhí)行過程中的Cache塊地址流。

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若對數(shù)字0~9和空格采用二進制編碼,試設計編碼平均長度最短的編碼。

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如果在程序執(zhí)行過程中訪問一個頁面,平均要對該頁面內的存儲單元訪問1024次,求訪問存儲單元的命中率。

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若采用FIFO替換算法,計算Cache的塊命中率。

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有一個16KB4路組相聯(lián)Cache的32位微處理器,假定該Cache的塊為4個32位的字。主存地址為ABCDE8F8的單元在Cache中的什么位置。

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考慮題目全部要求,設計優(yōu)化實用的操作碼形式,并計算其操作碼的平均碼長。

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設計8位字長的寄存器—寄存器型指令3條,16位字長的寄存器一存儲器型變址尋址方式指令4條,變址范圍不小于正、負127。請設計指令格式,并給出指令各字段的長度和操作碼的編碼。

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當存儲系統(tǒng)的訪問效率為0.5時,計算命中率和等效訪問周期。

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在編號分別為0,1,2,……,9的16個處理器之間,要求按下列配對通信:(B、1),(8、2),(7、D),(6、C),(E、4),(A、0),(9、3),(5、F)。試選擇所用互連網(wǎng)絡類型、控制方式,并畫出該互連網(wǎng)絡的拓撲結構和各級的交換開關狀態(tài)圖。

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若在程序執(zhí)行過程中,每從主存裝入一塊到Cache,平均要對這個塊訪問16次,計算在這種情況下的Cache命中率。

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