1、第1章习题答案5 若有两个基准测试程序P1和P2在机器M1和M2上运行 ， 假定 M1和M2的价格分别是5000元和8000元 ， 下表给出了 P1和P2在M1和M2上所花的时间和指令条数 。
程序M1M2指令条数执行时间（ms）指令条数执行时间（ms）P1200 10610000150 1065000P23300 1033420 106请回答下列问题：（1）对于P1,哪台机器的速度快？快多少？对于 P2呢？（2）在M1上执行P1和P2的速度分别是多少 MIPS ?在M2上的执行速度又各是多少？从执 行速度来看 ， 对于 P2 ， 哪台机器的速度快？快多少？（3）假定M1和M2的时钟频率各是 800MHz和1.2 。

2、GHz ， 则在M1和M2上执行P1时的平均 时钟周期数CPI各是多少？（4） 如果某个用户需要大量使用程序P1,并且该用户主要关心系统的响应时间而不是吞吐率 ， 那么 ， 该用户需要大批购进机器时 ， 应该选择M1还是M2 ?为什么？（提示：从性价比上考虑）（5） 如果另一个用户也需要购进大批机器 ， 但该用户使用P1和P2 一样多 ， 主要关心的也是响应时间 ， 那么 ， 应该选择M1还是M2 ?为什么？参考答案：（1）对于P1 ， M2比M1快一倍；对于 P2 ， M1比M2快一倍 。
（2）对于 M1 ， P1 的速度为：200M/10=20MIPS ； P2 为 300k/0.003=100MIPS 。
对于 M2 ， P1 的速度为： 。

3、150M/5=30MIPS ； P2 为 420k/0.006=70MIPS 。
从执行速度来看 ， 对于P2 ， 因为100/70=1.43倍 ， 所以M1比M2快0.43倍 。
（3）在M1上执行P1时的平均时钟周期数 CPI为：10X800M/（200X106）=40 。
在M2上执行P1时的平均时钟周期数 CPI为：5X1.2G/（150为06）=40 。
（4）考虑运行P1时M1和M2的性价比 ， 因为该用户主要关心系统的响应时间 ， 所以性价比中的性能应考虑执行时间 ， 其性能为执行时间的倒数 。
故性价比R为：R=1/（执行时间刈介格）R越大说明性价比越高 ， 也即 ， 执行时间x价格”的值越小 ， 则性价比越高 。
因为10X5000 。

4、 5 X000 ,所以 ， M2的性价比高 。
应选择 M2 。
（5）P1和P2需要同等考虑 ， 性能有多种方式：执行时间总和、算术平均、几何平均 。
若用算术平均方式 ， 则：因为 （10+0.003）/2 5000 （5+0.006）/2 8000 ， 所以M2的性价比 高 ， 应选择M2 。
若用几何平均方式 ， 则：因为 sqrt（10 0.003） 5000 NI 0.8 = 3.2N (ns) M2 : 2 N .2 = 2.4 N (ns)所以 ， M2执行P的速度更快 ， 每条指令平均快0.8ns,比M1快0.8/3.2 00%=25% 。
&假设某机器 M的时钟频率为4GHz ， 用户程序P在M上的指令条数为8 8X109x1/ 。

5、4G = 2.5 s ， 从启动P执行开始到执行结束的总 时间为4秒 ， 其中2.5秒是P在CPU上真正的执行时间 ， 其他时间可能执行操作系统程序或其 他用户程序 。
程序P占用的CPU时间的百分比为：2.5/4 = 62.5% 。
9 .假定某编译器对某段高级语言程序编译生成两种不同的指令序列S1和S2,在时钟频率为500MHz的机器M上运行 ， 目标指令序列中用到的指令类型有A、B、C和D四类 。
四类指令在M上的CPI和两个指令序列所用的各类指令条数如下表所示 。
ABCD各指令的CPI1234S1的指令条数5221S2的指令条数1115请问：S1和S2各有多少条指令？ CPI各为多少？所含的时钟周期数各为多少？执行 。

6、时间各为 多少？参考答案：S1 有 10 条指令 ， CPI 为(5 1+2 X2+2 X3+1 4)/10=1.9,所含的时钟周期数为 10 Xl.9=19, 执行时间为 19/500M = 38ns 。
S2有8条指令 ， CPI为(1 X + 1 X2+1 X3+5 4)/8 =3.25,所含的时钟周期数为 8 3.25=26,执 行时间为 26/500M = 52ns 。
(注：从上述结果来看 ，对于同一个高级语言源程序 ，在同一台机器上所生成的目标程序不同 ，其执行时间可能不同 ， 而且 ， 并不是指令条数少的目标程序执行时间就一定少 。
)10. 假定机器M的时钟频率为1.2GHz ,某程序P在机器M上的执行 。

7、时间为12秒钟 。
对P优化时 ，将其所有的乘4指令都换成了一条左移2位的指令 ， 得到优化后的程序P已知在M上乘法指令的CPI为5,左移指令的CPI为2 ， P的执行时间是P执行时间的1.2倍 ， 贝U P中有多少 条乘法指令被替换成了左移指令被执行？参考答案：显然 ， P的执行时间为10秒 ， 因此 ， P比P多花了 2秒钟 ， 因此 ， 执行时被换成左移指令的乘法指令的条数为 1.2GX2/(5 t2) = 800M。
第 二 章 习 题 答 案3.实现下列各数的转换 。
(1) (25.8125)10= (?)2= (?) 8= (?) 16(2) (101101.011)2 = (?)10= (?) 8= (?) 16=。

8、(?) 8421(3) (0101 1001 0110.0011)8421 = (?)10= (?) 2= (?) 16(4) (4E.C)16 = (?)10= (?) 2参考答案：1) (25.8125)10 = (1 1001.1101)2 = (31.64) 8 =(19.D) 162)(101101.011)2 =(45.375)10 = (55.3) 8 = (2D.6) 16 = (0100 0101.0011 0111 0101)(3) (0101 1001 0110.0011)8421 = (596.3)10 )2 = (254.4CCC ) 164) (4E.C)16 =。

稿源：(未知)

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标题：计算机|计算机组成与系统结构课后答案全清华大学出版社袁春风主编