计算机系统结构课后习题参考答案是什么？

作者：容鸿远时间：2023-07-23 12:59:15

导读：" 计算机系统结构课后习题参考答案是学习计算机系统结构课程的重要一环，通过完成习题，可以加深对课程内容的理解，并检验自己的学习效果。以下是一些常见的计算机系统结构课后习题参考答案，供参考：1.什么是计算机系统结构？计算机系统结构是指计算机硬件和软件之间的组织和交互方"

　　计算机系统结构课后习题参考答案是学习计算机系统结构课程的重要一环，通过完成习题，可以加深对课程内容的理解，并检验自己的学习效果。以下是一些常见的计算机系统结构课后习题参考答案，供参考：

1.什么是计算机系统结构？

　　计算机系统结构是指计算机硬件和软件之间的组织和交互方式。它涉及到计算机的硬件结构、指令系统、寻址方式、中断处理和存储系统等方面。

2.计算机的硬件结构包括哪些部分？

　　计算机的硬件结构包括中央处理器（CPU）、存储器、输入设备和输出设备。

3.什么是指令系统？

　　指令系统是指计算机硬件和软件之间进行通信的规则和约定，它决定了计算机可以执行的指令集和指令的格式。

4.什么是寻址方式？

　　寻址方式是指计算机对存储器中数据的读写操作的方式。常见的寻址方式包括直接寻址、间接寻址和相对寻址等。

5.什么是中断处理？

　　中断处理是指计算机在执行程序的过程中，遇到特定事件时暂停当前任务，转而执行相应的中断处理程序。中断处理可以提高计算机的并发性和响应能力。

6.存储系统的作用是什么？

　　存储系统是指计算机中用于存储数据和程序的硬件和软件。它的作用是提供存储空间，供计算机进行数据和程序的读写操作。

7.计算机系统结构的设计原则有哪些？

　　计算机系统结构的设计原则包括模块化原则、层次化原则、标准化原则和扩展性原则等。这些原则可以提高计算机系统的可维护性、可扩展性和可移植性。

8.什么是冯·诺依曼体系结构？

　　冯·诺依曼体系结构是一种基于存储程序的计算机体系结构。它的特点是将程序和数据存储在同一存储器中，并使用统一的数据格式和指令格式。

9.什么是哈佛体系结构？

　　哈佛体系结构是一种将指令存储和数据存储分开的计算机体系结构。它的特点是指令和数据可以同时访问，提高了计算机的效率。

10.什么是计算机的总线？

　　计算机的总线是一种用于传输数据和控制信号的线路集合。它连接了计算机的各个部件，实现了它们之间的通信和数据传输。

　　以上是关于计算机系统结构课后习题参考答案的一些内容，希望能够对读者有所帮助。当然，实际的习题答案可能因题目的具体要求而有所不同，因此读者在学习过程中应该结合具体的习题要求进行思考和解答。

求计算机系统结构习题答案

第一章(P33)

1.7-1.9（透明性概念），1.12-1.18（Amdahl定律），1.19、1.21、1.24（CPI/MIPS）

第二章(P124)

2.3、2.5、2.6（浮点数性能），2.13、2.15（指令编码）

第三章(P202)

3.3（存储层次性能），3.5（并行主存系统），3.15-3.15加1题（堆栈模拟），3.19中(3)(4)(6)(8)问（地址映象/替换算法--实存状吵姿况图）

第四章(P250)

4.5（中断屏蔽字表/中断过升蚂绝程示意图），4.8（通道流量计算/通道时间图）

第五章物瞎(P343)

5.9（流水线性能/时空图），5.15（2种调度算法）

第六章(P391)

6.6（向量流水时间计算），6.10（Amdahl定律/MFLOPS）

第七章(P446)

7.3、7.29（互连函数计算），7.6-7.14（互连网性质），7.4、7.5、7.26（多级网寻径算法），7.27（寻径/选播算法）

第八章(P498)

8.12（SISD/SIMD算法）

第九章(P562)

9.18（SISD/多功能部件/SIMD/MIMD算法）

　　(注：每章可选1-2个主要知识点，每个知识点可只选1题。

　　有下划线者为推荐的主要知识点。

　　)。

谁有张晨曦《计算机系统结构》第四章习题答案?请发一份

　　　　4.3根据需要展开下面的循环并进行指令调度，直到没有任何延迟。指令的延迟如表4.4。

　　LOOP:L.DF0,0(R1)

　　MUL.DF0,F0,F2

　　L.DF4,0(R2)

　　ADD.DF0,F0,F4

　　S.DF0,0(R2)

　　DSUBIR1,R1,#8

　　DSUBIR2,R2,#8

　　BNEZR1,LOOP

　　解：将循环展开两次，进行指令调度，即可以消除延迟，代码如下：

　　LOOP：L.DF0，0（R1）

　　L.DF10，-8（R1）

　　MUL.DF0，F0，F2

　　MUL.DF10，F10，F2

　　L.DF4，0（R2）

　　L.DF14，-8（R2）

　　ADD.DF0，F0，F4

　　ADD.DF10，F10，F14

　　DSUBIR1，R1，16

　　S.D0（R2），F0

　　DSUBIR2，R2，16

　　BNEZR1，LOOP

　　S.D8（R2），F10

　　　　4.4假设有一条长流水线，仅仅对条件转移指令使用分支目标缓冲。

　　假设分支预测错误的开销为4个时钟周期，缓冲不命中的开销为3个时钟周期。

　　假设：命中率为90%，预测精度为90%，分支频率为15%，没有分支的基本CPI为1。

　　　　（1）求程序执行的CPI。

　　（2）相对于采用固定的2个时钟周期延迟的分支处理，哪种方法程序执行速度更快？

　　解：（1）程序执行的CPI=没有分支的基本CPI（1）分支带来的额外开销

　　　　分支带来的额外开销是指在分支指令中，缓冲命中但预测错误带来的开销与缓冲没有命中带来的开销之和。

　　分支带来的额外开销=15%*(90%命中×10%预测错误×4 10％没命中×3)=0.099

　　所以，程序执行的CPI＝1＋0.099=1.099

　　（2）采用固定的2个时钟周期延迟的分支处理CPI=1 15%×2=1.3

　　　　由（1）（2）可知分支目标缓冲方法执行速度快。

　　　　4.5假设分支目标缓冲的命中率为90%，程序中无条件转移指令的比例为5%，没有无条件行困转移指令的程序CPI值为1。假设分支目标缓冲中包含分支目标指令，允许无条件转移指令进入分支目标缓冲，则程序的CPI值为多少？

　　解：设每条无条件转移指令的延迟为x，则有：

　　1＋5%×x＝1.1

　　x＝2

　　　　当分支目标缓冲命中时，无条件转移指令的延迟为0。

　　所以程序的CPI＝1＋2×5%×(1－90%)＝1.01

　　4.6下面的一段MIPS汇编程序是计算高斯消去法中的关键一步，用于完成下面公式的计算：

　　Y=a?X Y

　　　　其浮点指令延迟如表4.3所示，整数指令均为1个时钟周期完成，浮点和整数部件均采用流水。

　　整数操作之间以及与其它所有浮点操作之间的延迟为0，转移指令的延迟为0。

　　X中的最后一个元素存放在存储器中的地址为DONE。

　　FOO:L.DF2,0(R1)

　　MUT.DF4,F2,F0

　　L.DF6,0(R2)

　　ADD.DF6,F4,F6

　　S.DF6,0[R2]

　　DADDIUR1,R1,#8

　　DADDIUR2,R2,#8

　　DSUBIUR3,R1,#DONE

　　BNEZR3,FOO

　　(1)对于标准的MIPS单流水线，上述循环计算一个Y值需要多少时间？其中有多少空转周期？

　　(2)对于标准的MIPS单流水线，将上述循环顺序展开4次，不进行任何指令调度，计算一个Y值平均需要多少时间？加速比是多少？其加速是如何获得的？

　　(3)对于标准的敏带举MIPS单流水线，将上述循环顺序展开4次，优化和调度指令，使循环处理时间达到最优，计算一个Y值平均需要多少时间？加速比是多少？

　　　　(1)对于采用如图4.8前瞻执行机制的MIPS处理器（只有一个整数部件）。当循环第二次执行到

　　BNEZR3,FOO

　　　　时，写出前面所有指令的状态，包括指令使用的保留站、指令起始节拍、执行节拍和写结果节拍，并写出处理器当前的状态。

　　　　(2)对于2路超标量的MIPS流水线，设有两个指令流出部件，可以流出任意组合的指令，系统中的功能部件数量不受限制。

　　将上述循环展开4次，优化和调度指令，使循环处理时间达到最优。

　　计算一桥碧个Y值平均需要多少时间？加速比是多少？。

　　　　(3)对于如图4.13结构的超长指令字MIPS处理器，将上述循环展开4次，优化和调度指令，使循环处理时间达到最优。计算一个Y值平均需要多少时间？加速比是多少？

　　解：（1）

　　L.DF2,0(R1)1

　　Stall

　　MUT.DF4,F2,F02

　　L.DF6,0(R2)3

　　Stall

　　ADD.DF6,F4,F64

　　Stall

　　S.DF6,0[R2]5

　　DADDIUR1,R1,#86

　　DADDIUR2,R2,#87

　　DSUBIUR3,R1,#DONE8

　　BNEZR3,FOO9

　　　　所以，共有14个时钟周期，其中有5个空转周期。

　　　　（2）循环顺序展开4次，不进行任何指令调度，则指令1～5及其间的stall都是必要的，只是指令6～9只需执行一次，因此，共有10×4＋4＝44个时钟周期，计算出4个Y值，所以计算一个Y值需要11个时钟周期，加速比为：14/11=1.27。加速主要是来自减少控制开销，即减少对R1、R2的整数操作以及比较、分支指令而来的。

　　（3）循环顺序展开4次，优化和调度指令，如下：

　　L.DF2,0(R1)

　　L.DF8,8(R1)

　　L.DF14,16(R1)

　　L.DF20,24(R1)

　　MUT.DF4,F2,F0

　　MUT.DF10,F8,F0

　　MUT.DF16,F14,F0

　　MUT.DF22,F20,F0

　　L.DF6,0(R2)

　　L.DF12,8(R2)

　　L.DF18,16(R2)

　　L.DF24,24(R2)

　　ADD.DF6,F4,F6

　　ADD.DF12,F10,F12

　　ADD.DF18,F16,F18

　　ADD.DF24,F22,F24

　　S.DF6,0[R2]

　　S.DF12,8[R2]

　　S.DF18,16[R2]

　　S.DF24,24[R2]

　　DADDIUR1,R1,#32

　　DADDIUR2,R2,#32

　　DSUBIUR3,R1,#DONE

　　BNEZR3,FOO

　　共用了24个时钟周期，则计算一个Y值平均需要24/4=6个时钟周期，

　　加速比：14/6=2.33

　　（4）

　　指令指令执行时钟

　　流出执行写结果确认

　　L.DF2,0（R1）1234

　　MUL.DF4,F2,F02456

　　L.DF6,0（R2）3467

　　ADD.DF6,F4,F648910

　　S.DF6,0（R2）5111213

　　DADDIUR1,R1,#8678

　　DADDIUR2,R2,#8789

　　DSUBIUR3,R1,#DONE8910

　　BNEZR3,FOO910

　　L.DF2,0（R1）10111314

　　MUL.DF4,F2,F011131415

　　L.DF6,0（R2）12131516

　　ADD.DF6,F4,F613171819

　　S.DF6,0（R2）14202122

　　DADDIUR1,R1,#8151617

　　DADDIUR2,R2,#8161718

　　DSUBIUR3,R1,#DONE171819

　　BNEZR3,FOO18

　　名称保留站

　　BusyOpVjVkQjQkDestA

　　Add1yesADD.DRegs[F4]Regs[F6]

　　Add2no

　　Add3no

　　Mult1yes

　　Mult2no

　　项号ROB

　　Busy指令状态目的Value

　　1yesADD.DF6,F4,F6执行F6Regs[F4]＋Regs[F6]

　　2yesS.DF6,0（R2）流出Mem[0 Regs[R2]]#2

　　字段浮点寄存器状态

　　F0F2F4F6F8F10…F30

　　ROB项编号1

　　Busyyes…

　　（5）

　　整数指令浮点指令时钟周期数

　　L.DF2,0(R1)1

　　L.DF8,8(R1)2

　　L.DF14,16(R1)MUT.DF4,F2,F03

　　L.DF20,24(R1)MUT.DF10,F8,F04

　　L.DF6,0(R2)MUT.DF16,F14,F05

　　L.DF12,8(R2)MUT.DF22,F20,F06

　　L.DF18,16(R2)ADD.DF6,F4,F67

　　L.DF24,24(R2)ADD.DF12,F10,F128

　　DADDIUR1,R1,#32ADD.DF18,F16,F189

　　S.DF6,0(R2)ADD.DF24,F22,F2410

　　S.DF12,8(R2)11

　　S.DF18,16(R2)12

　　S.DF24,24(R2)13

　　DADDIUR2,R2,#3214

　　DSUBIUR3,R1,#DONE15

　　BNEZR3,FOO16

　　计算一个Y值需要16/4=4个时钟周期，加速比=14/4=3.5

　　（6）

　　访存1访存2浮点指令1浮点指令2整数指令时钟

　　周期

　　L.DF2,0(R1)L.DF8,8(R1)1

　　L.DF14,16(R1)L.DF20,24(R1)

　　L.DF6,0(R2)L.DF12,8(R2)MUT.DF4,F2,F0MUT.DF10,F8,F03

　　L.DF18,16(R2)L.DF24,24(R2)MUT.DF16,F14,F0MUT.DF22,F20,F04

　　ADD.DF6,F4,F6ADD.DF12,F10,F125

　　ADD.DF18,F16,F18ADD.DF24,F22,F24DADDIUR1,R1,#326

　　DADDIUR2,R2,#327

　　DSUBIUR3,R1,#DONE8

　　BNEZR3,FOO9

　　S.DF6,-32(R2)S.DF12,-24(R2)10

　　S.DF18,-16(R2)S.DF24,-8(R2)11

　　计算一个Y值需要11/4个时钟周期，加速比=14/(11/4)=56/11

请问有没有计算机组成与结构王爱英第五版的课后习题答案

　　1、计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。

　　2、计算机昌戚闭硬件系统由仔伍运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备五大部件组成。

　　3、计算机软件系统由操作系统和应用软件组成。

　　4、计算机采用冯·诺依曼结构。

　　拓展资料：1、计算机体系结构就是指适当地组织在一起的一系列系统元素的集合，这些系统元素互相配合、相互协作，通过对信息的处理而完成预先定义的目标。

　　通常包含的系统元素有：计算机软件、计算机硬件、人员、数据库、文档和过程。

　　其中，软件是程序、数据库和相关文档的集合，用于实现所需要的逻辑方法、过程或控制；硬件是提供计算能力的电子设备和提供外部世界功能的电子机械设备(例如传感器、马达、水泵等)；人员是硬件和软件的用户和操作者；数据库是通过软件访问的大型的、有组织的信息集合；文档是描述系统使用方法的手册、表格、图形及其他描述性信息；过程是一系列步骤，它们定义了每个系统元素的特定使用方法或系统驻留的过程性语境。

　　2、计算机体系结构解决的是计算机系统在总体上、功能上需要解决的问题，它和计算机组成、计算机实现是不同的概念。

　　一种体系结构可能有多种组成，一种组成也可能有多种物理实现。

　　计算机系统结构的逻辑实现，包括机器内部数据耐裂流和控制流的组成以及逻辑设计等。

　　其目标是合理地把各种部件、设备组成计算机，以实现特定的系统结构，同时满足所希望达到的性能价格比。

　　一般而言，计算机组成研究的范围包括：确定数据通路的宽度、确定各种操作对功能部件的共享程度、确定专用的功能部件、确定功能部件的并行度、设计缓冲和排队策略、设计控制机构和确定采用何种可靠技术等。

　　计算机组成的物理实现。

　　包括处理机、主存等部件的物理结构，器件的集成度和速度，器件、模块、插件、底板的划分与连接，专用器件的设计，信号传输技术，电源、冷却及装配等技术以及相关的制造工艺和技术。