系统结构数据表示与数据结构的区别与联系等
第2章
1、数据表示的概念，它与数据结构有何区别与联系
1）、数据表示是指可由硬件直接识别和引用的数据类型。硬件直接识别，就是说在系统中能够直接由硬件实现相应数据的运算，也就是系统结构中有相应的运算指令和运算部件来完成这项任务。
2）、数据结构就是指结构数据类型的组织方式，它反映了结构数据类型中各种数据元素或信息单元之间的结构关系，是通过软件映像,将信息变换成机器中所具有的各种数据表示来实现的。
3）、数据结构和数据表示是软硬件的交界面。数据结构所研究的是软的方面，而数据表示考虑是硬的方面，让计算机能够识别处理，并尽量节约存储空间。
2、两种自定义数据表示的异同，标志符的设置是否增加了目标程序所占用的存储空间（1）带标志符数据表示就是对每一个数据都附加一个标志符，由这个标志符来表示这个数据的类型。
优点：简化指令系统和程序设计；简化了编译程序；易于对编程查错；能自动完成数据类型转换；支持数据库系统的实现与数据类型无关的要求；方便程序调试。
缺点：可能导致存储空间增加，又使指令执行速度变慢。
（2）数据描述符
数据描述符：主要用来描述复杂和多维结构的数据类型，如向量，数组，多维数组，记录等。（3）带标志符数据表示与数据描述符不同之处是：
1)标志符要与每个数据相连，两者合存在一个存储单元中；而描述符则和数据分开存放。
2)要访问数据集中的元素时，必须先访问描述符，这就至少增加一级寻址(先访描符增寻址)
3)描述符可看成是程序一部分，而不是数据的一部
分。标志符则可看作是数据的一部分(程序部分不是数)
4) 标志符用于描述单个数据，描述符数据表示用于描述数据块。
3、浮点数据表示方式、尾数基值的选择、尾数的下溢处理方法（误差、舍入规则）（1）浮点数据表示N=m×r m e，其中e=r e g两个数值：m:尾数的值；e:阶码的值。两个基值：r m:尾数的基；r e:阶码的基，通常为2。两个字长：p:尾数长度。当r m=16时，每4
个二进制位表示一个长度。q:阶码长度。通常指阶码部分的二进制位数。
（2）浮点数尾数基值的选择：
结论1：在浮点数的字长和表数范围一定时，尾数基值取2或4时具有最高的表数精度。结论2：在浮点数的字长和表数精度一定时，r m取2或4具有最大的表数范围。
综上结论1、2可得：在浮点数的字长确定后，尾数基值r m取2或4具有最大的表数范围和最高的表数精度。
（3）尾数的下溢处理方法（误差、舍入规则）
1）、截断法
舍入规则：将尾数超出机器字长的部分简单截去。
优点：实现简单，不增加硬件，不需要额外的处理时间。
缺点：最大误差较大，平均误差大且无法调节。
2）、舍入法
优点：最大误差小，平均误差接近于零。实现简单，增加的硬件少。
缺点：处理速度慢，花费在加1控制上。
3）、恒置“1”法
舍入规则：将规定字长的最低位恒置成“1”。
优点：实现简单，不需要增加硬件和处理时间，平均误差接近于零。
缺点：最大误差最大。
4）、查表舍入法
舍入规则：基于存贮逻辑思想，用ROM或PLA存放下溢处理表。当尾数最低k-1位为全“1”时，以截断法处理，即输出k-1位为全“1”；其余情况按舍入法处理。
优点：速度快，平均误差趋于零。
缺点：硬件设置增多，成本高。
4、引用数据表示的原则
（1）看系统的效率有否提高,即是否减少了实现时间和所需的存贮空间。
（2）引入这种数据表示后，其通用性和利用率是否提高。
5、掌握三种操作码编码方法及其特点：固定长、Huffman编码（会画Huffman树，写出编码，求平均码长）、扩展编码（写出编码，求平均码长）；平均码长最短的和最优化的编码方法（答案不完整）
（1）哈夫曼压缩原理:当各种事件发生的概率不等时,采用优化技术对发生概率最高的事件用最短的位数来表示,而对出现概率较低的允许用较长的位数来表示,就会导致表示的平均位数的缩短.
（2）哈夫曼编码的码长最短,译码难.扩展操作码编码的码
长适中,等长二进制编码最长,译码最简单。
（3）指令格式的优化:指的是如何用最短的位数来表示指令的操作信息和地址信息,使程序中指令的平均字长最短.
操作码的优化:为了缩短指令字的长度,减少程序的总位数,利用哈夫曼压缩原理.
6、设计RISC机器的基本原则有哪些
（1）确定指令系统时，只选择使用频度很高的那些指令，在此基础上添加少量能有效支持操作系统和高级语言实现及其他功能的最有用的指令，让指令的条数大大减少，一般不超过100条。
（2）大大减少指令系统可采用的寻址方式的种类，一般不超过两种。简化指令的格式，使之也限制在两种之内，并让全部指令都具有相同的长度。
（3）让所有指令都在一个机器周期内完成。
（4）扩大通用寄存器的个数，一般不出、不少于32个寄存器，以近可能减少访存操作，所有指令中只有存（Store）、取（Load）指令才可以访存，其他指令的操作一律都在寄存器间进行。
（5）为提高指令执行速度，大多数指令都采用硬联控制实现，少数指令采用微程序实现。（6）通过精简指令和优化设计编译程序，以简单有效的方式来支持高级语言的实现。
7、在CPU中采用重叠寄存器窗口技术的目的（3p83）
为了减少访存的次数，减少过程调用时间，更简单实现过程与过程之间的参数传递。
计算机系统结构课后答案
1、数据结构和机器的数据表示之间是什么关系？确定和引入数据表示的基本原则是什么？ 答：数据表示是能由硬件直接识别和引用的数据类型。数据结构反映各种数据元素或信息单元之间的结构关系。数据结构要通过软件映象变换成机器所具有的各种数据表示实现，所以数据表示是数据结构的组成元素。不同的数据表示可为数据结构的实现提供不同的支持，表现在实现效率和方便性不同。数据表示和数据结构是软件、硬件的交界面。 除基本数据表示不可少外，高级数据表示的引入遵循以下原则：（1）看系统的效率有否提高，是否养活了实现时间和存储空间。（2）看引入这种数据表示后，其通用性和利用率是否高。 2、标志符数据表示与描述符数据表示有何区别？描述符数据表示与向量数据表示对向量数据结构所提供的支持有什么不同？ 答：标志符数据表示指将数据类型与数据本身直接联系在一起，让机器中每个数所都带类型樗位。其优点是：（1）简化了指令系统和程序设计；（2）简化了编译程序；（3）便于实现一致性校验；（4）能由硬件自动变换数据类型；（5）支持数据库系统的实现与数据类型无关；（6）为软件调试和应用软件开发提供支持。缺点是：（1）会增加程序所点的主存空间；（2）在微观上对机器的性能（运算速度）不利。 数据描述符指数据的描述与数据分开存放，描述所访问的数据是整块还是单个的，及访问该数据块或数据元素的地址住处它具备标志符数据表示的优点，并减少了标志符数据表示所占的空间，为向量和数组结构的实现提供支持。 数据描述符方法优于标志符数据表示，数据的描述与数据分开，描述所访问的数据是整块还是单个的，及访问该数据块或数据元素的地址信息，减少了樗符数据表示所占的窨。用描述符方法实现阵列数据的索引比用变址方法实现要方便，且便于检查出程序中的阵列越界错误。但它不能解决向量和数组的高速运算问题。而在有向量、数组数据表示的向量处理机上，硬件上设置有丰富的赂量或阵列运算指令，配有流水或阵列方式处理的高速运算器，不仅能快速形成向量、数组的元素地址，更重要的是便于实现把向量各元素成块预取到中央处理机，用一条向量、数组指令流水或同时对整个向量、数组高速处理．如让硬件越界判断与元素运算并行。这些比起用与向量、阵列无关的机器语言和数据表示串行实现要高效的多。 3、堆栈型机器与通用寄存器型机器的主要区别是什么？堆栈型机器系统结构为程序调用的哪些操作提供了支持？ 答：有堆栈数据表示的机器称为堆栈机器。它与一般通用寄存器型机器不同。通用寄存器型
计算机系统结构习题解答
《计算机系统结构》习题解答 第一章(P33) 1.7 (1)从指定角度来看，不必要了解的知识称为透明性概念。 1.8见下表，“√”为透明性概念，“P ”表示相关课文页数。 1.12 已知Se=20 , 求作Fe-Sn 关系曲线。 将Se 代入Amdahl 定律得 e n F S 20 19 11 -= 1.13 上式中令Sn=2，解出Fe=10/19≈0.526 1.14 上式中令Sn=10，解出Fe=18/19≈0.947 1.15 已知两种方法可使性能得到相同的提高，问哪一种方法更好。 (1)用硬件组方法，已知Se=40，Fe=0.7，解出Sn=40/12.7≈3.1496（两种方法得到的相同性能） (2)用软件组方法，已知Se=20，Sn=40/12.7，解出Fe=27.3/38≈0.7184（第二种方法的百分比） (3)结论：软件组方法更好。因为硬件组需要将Se 再提高100%（20→40），而软件组只需将Fe 再提高1.84%（0.7→0.7184）。 Sn 20 1
1.17 57.34 .15 5 9.01.01≈= + = n S 1.18 记f ── 时钟频率，T=1/f ── 时钟周期，B ── 带宽（Byte/s ）。 方案一：)/(44 11s Byte f T B =?= 方案二：)/(5.3421 %252%752s Byte f T B =??+?= 1.19 由各种指令条数可以得到总条数，以及各百分比，然后代公式计算。 ∑===4 1 510i i IC IC (1)∑==?+?+?+?=? = 4 1 55.108.0215.0232.0245.01)(i i i IC IC CPI CPI (2)806.2555.140 10 55.11040106 66≈=??=?=CPI f MIPS (3)（秒）003876.040055 .110 6 ≈=?= MIPS IC T 1.21 (1)24.21.0812.0418.026.01=?+?+?+?=CPI (2)86.171024.21040106 6 6≈??=?= CPI f MIPS 1.24 记Tc ── 新方案时钟周期，已知CPI = CPI i = 1 原时间 = CPI × IC × 0.95Tc = 0.95IC ×Tc 新时间 = （0.3×2/3+0.7）× IC × Tc = 0.9IC ×Tc 二者比较，新时间较短。 第二章(P124) 2.3（忽略P124倒1行 ～ P125第8行文字，以简化题意）已知2种浮点数，求性能指标。 此题关键是分析阶码、尾数各自的最大值、最小值。 原图为数据在内存中的格式，阶码的小数点在其右端，尾数的小数点在其左端，遵守规格化要求。
计算机系统结构课后答案unit3
第3章总线、中断与输入输出系统 3.1．简要举出集中式串行链接，定时查询和独立请求3种总线控制方式的优缺点。同时分析硬件产生故障时通讯的可靠性。 答：集中式串行链连接方式。其过程为： ①所有部件都经公共的“总线请求”线向总线控制器发使用总线申请。 ②当“总线忙”信号未建立时，“总线请求”才被总线控制器响应，送出“总线可用”信号，它串行地通过每个部件。 ③如果某部件未发过“总线请求”，则它将“总线可用”信号往下一部件转，如果某部件发过“总线请求”，则停止“总线可用”信号的传送。 ④该部件建立“总线忙”，并除去“总线请求”，此时该部件获得总线使用权，准备传送数据。 ⑤数据传送期间，“总线忙”维持“总线可用”的建立。 ⑥传送完成后，该部件去除“总线忙”信号和“总线可用”信号。 ⑦当“总线请求”再次建立时，就开始新的总线分配过程。 优点：①选择算法简单；②控制总线数少；③可扩充性好；④可靠性高。 缺点：①对“总线可用”线及其有关电路失效敏感，②不灵活；③总线中信号传送速度慢。 集中式定时查询方式，过程： ①总线上每个部件通过“总线请求”发请求。 ②若“总线忙”信号未建立，则计数器开始计数，定时查询个部件，以确定是谁发的请求。 ③当查询线上的计数值与发出请求的部件号一致时，该部件建立“总线忙”，计数停止，查询也停止。除去“总线请求”，该部件获得总线使用权。 ④“总线忙”维持到数据传送完毕。 ⑤数据传送完，去除“总线忙”。 ⑥当“总线请求”线上有新的请求，就开始下一个总线分配过程。 优点：①优先次序灵活性强；②可靠性高。 缺点：①控制线数较多；②扩展性较差；③控制较为复杂；④总线分配受限于计数信号，不能很高。 集中式独立请求方式，过程：
计算机系统结构_课后答案
习题一 1、解释下列术语 计算机系统的外特性：通常所讲的计算机系统结构的外特性是指机器语言程序员或编译程序编写者所看到的外特性，即由他们所看到的计算机的基本属性（概念性结构和功能特性）。 计算机系统的内特性：计算机系统的设计人员所看到的基本属性，本质上是为了将有关软件人员的基本属性加以逻辑实现的基本属性。 模拟：模拟方法是指用软件方法在一台现有的计算机上实现另一台计算机的指令系统。 可移植性：在新型号机出台后，原来开发的软件仍能继续在升级换代的新型号机器上使用，这就要求软件具有可兼容性，即可移植性。可兼容性是指一个软件可不经修改或只需少量修改，便可由一台机器移植到另一台机器上运行，即同一软件可应用于不同环境。 Amdahl 定律：系统中对于某一部件采用某种更快的执行方式所能获得的系统性能改进程度，取决于这种执行方式被使用的频度或占总执行时间的比例。 虚拟机（Virtual Machine ）：指通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统。 6、 7、假定求浮点数平方根的操作在某台机器上的一个基准测试程序中占总执行时间的20%，为了增强该操作的性能，可采用两种不同的方法：一种是增加专门的硬件，可使求浮点数平方根操作的速度提高为原来的20倍；另一种方法是提高所有浮点运算指令的速度，使其为原来的2倍，而浮点运算指令的执行时间在总执行时间中占30%。试比较这两种方法哪一种更好些。 答：增加硬件的方法的加速比23.120 /2.0)2.01(1 1=+-= p S , 另一种方法的加速比176.12 /3.0)3.01(1 2=+-=p S ，经计算可知Sp1>Sp2第一种方 法更好些。 9、假设高速缓存Cache 的工作速度为主存的5倍，且Cache 被访问命中的概率
完整版计算机体系结构课后习题原版答案_张晨曦著
第1章计算机系统结构的基本概念 (1) 第2章指令集结构的分类 (10) 第3章流水线技术 (15) 第4章指令级并行 (37) 第5章存储层次 (55) 第6章输入输出系统 (70) 第7章互连网络 (41) 第8章多处理机 (45) 第9章机群 (45) 第1章计算机系统结构的基本概念 1.1 解释下列术语 层次机构：按照计算机语言从低级到高级的次序，把计算机系统按功能划分成多级层次结构，每一层以一种不同的语言为特征。这些层次依次为：微程序机器级，传统机器语言机器级，汇编语言机器级，高级语言机器级，应用语言机器级等。 虚拟机：用软件实现的机器。 翻译：先用转换程序把高一级机器上的程序转换为低一级机器上等效的程序，然后再在这低一级机器上运行，实现程序的功能。
解释：对于高一级机器上的程序中的每一条语句或指令，都是转去执行低一级机器上的一段等效程序。执行完后，再去高一级机器取下一条语句或指令，再进行解释执行，如此反复，直到解释执行完整个程序。 计算机系统结构：传统机器程序员所看到的计算机属性，即概念性结构与功能特性。 在计算机技术中，把这种本来存在的事物或属性，但从某种角度看又好像不存在的概念称为透明性。 计算机组成：计算机系统结构的逻辑实现，包含物理机器级中的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。 计算机实现：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，模块、插件、底板的划分与连接，信号传输，电源、冷却及整机装配技术等。 系统加速比：对系统中某部分进行改进时，改进后系统性能提高的倍数。 Amdahl定律：当对一个系统中的某个部件进行改进后，所能获得的整个系统性能的提高，受限于该部件的执行时间占总执行时间的百分比。 程序的局部性原理：程序执行时所访问的存储器地址不是随机分布的，而是相对地簇聚。包括时间局部性和空间局部性。
系统与要素
1.系统与要素的关系：(1)系统通过整体作用支配和控制要素；（2）要素通过相互作用决定 系统的特征和功能（3）系统和要素的概念是相对的 2.系统结构与功能的关系：（1）结构是系统的内在根据，功能是要素与结构的外在表现， 一定的结构总是表现为一定的功能，一定的功能总是由具有一定结构的系统实现的。（2）功能对结构具有相对独立性，同时还对结构具有反作用。功能在与环境的相互作用中会出现于结构不相适应的异常状态，当这种状态维持一段时间后，就会刺激破事结构发生变化，以适应环境的需要。 3.简述系统的基本运动规律：（1）系统输入与输出时间动态平衡的保持与打破不断转化的 规律（2）系统的连锁反应规律（3）反馈规律（4）局部薄弱环节限制总体功能的规律（5）等效优效代换规律 4.简述五率最高定律：（1）在保证实现环境允许系统达到的功能的前提下，是整个系统对 空间、时间、物质、能量、信息的利用率最高，又称为五率最高定律（2）如果在许可的条件下，系统未达到五率最高的条件，则系统内分工和协作的方式就不会稳定，就要由落后的方式向先进的方式发展，直到在许可的条件下达到最高，分工和协作的方式才达到稳定。（3）当系统的外部环境发生突变时，是系统内分工和协作方式不能实现五率最高时，就会出现：一是走向毁灭，二是继续进化，直至五率最高。 5.什么事“耗散结构”系统？ 一个远离平衡态的开放系统，在外界条件变化达到某一特定阈值时，量变可能引起质变，系统通过不断地与外界交换能量与物质，就可能从原来的无序状态转变为一种时间、空间或功能的有序状态，这种远离平衡态的、稳定的、有序的结构称之为“耗散结构”。 开放系统是产生好散结构的必要前提；非平衡态是有序之源，涨落导致有秩序。 6.软系统方法论：（1）问题的现状说明（2）弄清关联因素（3）概念模型（4）改善概念 模型（5）比较（6）实施 7.系统分析的特点与准则：特点：系统分析以特定为题为对象；系统分析以整体效益为目 标；系统分析以定量分析为基础；系统分析以评价标准为依据。准则：尾部环境和内部条件相结合；当前利益和长远利益相结合；局部利益和整体利益相结合；定性分析与总量分析相结合 8.系统分析的步骤：（1）形成问题，明确研究对象（2）收集资料，提出可行方案（3）建 立分析模型（4）费用效果分析（5）不确定分析 9.系统评价的原则：（1）要保证评价的客观性（2）要保证方案的可比性（3）正确合理地 制定评价指标体系（4）评价指标必须与国家的方针、政策、法令的要求相一致 10.简述层次分析法的基本思想、特征与步骤：（1）层次分析法师通过分析复杂系统所包含 的因素及相互关系，将问题分解为不同的要素，再将这些要素归并为不同的层次，从而形成一个多层次的分析结构模型（2）特征：分析思路清晰，可将系统分析人员的思维过程系统化和模型化，分析时所需的定量整体不多，但需求对问题所包含的因素及其相关关系具体明确。这种方法适用于多准则、多目标的复杂的评价和决策分析。（3）步骤： a.明确问题 b.建立层次分析结构模型 c.建立判断矩阵 d.层次单排序（计算判断矩阵的 特征向量）e.判断矩阵的一致性检验f.层次总排序 11.简述模糊综合评价法基本思想和步骤：基本思想：模糊综合评价法就是应用模糊集理论 对系统进行综合评价的一种方法，其评价对象可以是工程技术系统或社会经济系统的各种可行方案。通过模糊评价能够获得系统各种可行方案优先顺序的有关信息，以供决策。 步骤：1 由有关专家组成评价小组；2 确定系统的评价项目集和评价尺度集；3 确定各评价项目的权重；4 按照已经制定的评价尺度，对各可行方案的评价项目进行模糊评定，并建立隶属度矩阵。5 计算可行方案A k的模糊综合评定向量Sk；6、计算可行方
人体结构与功能总论
人体结构与功能总论： 细胞、基本组织、运动系统、消化系统、呼吸系统、血液、脉管系统、沁尿系统、生殖系统、感觉器官、神经系统、内分沁系统、能量代谢与体温、胚胎发育。 一．人体结构的基本单位是细胞： 细胞之间存在着非细胞结构的物质，称为细胞间质。 细胞可分为三部分：细胞膜、细胞质和细胞核。细胞膜主要由蛋白质、脂类和糖类构成，有保护细胞，维持细胞内部的稳定性，控制细胞内外的物质交换的作用。细胞质是细胞新陈代谢的中心，主要由水、蛋白质、核糖核酸、酶、电解质等组成。细胞质中还悬浮有各种细胞器。主要的细胞器有线粒体、内质网、溶酶体、中心体等。细胞核由核膜围成，其内有核仁和染色质。染色质含有核酸和蛋白质。 核酸是控制生物遗传的物质： 细胞和细胞间质组成的基本结构叫组织。 人体的组织有四大类： 1．上皮组织：包括表皮、黏膜上皮、血管内皮、胸膜及腹膜等，具有保护和分泌等功能。 2．结缔组织：种类繁多，结构多样，功能也很复杂，有的为流动的液体，如血液、淋巴等，主要起营养的作用；有的起连接和支架的作用，如骨、韧带等。 3．肌肉组织：根据形态、功能和位置的不同可将其分为三种：骨骼肌、平滑肌、心肌。 4．神经组织：是构成神经系统的主要成分，由神经细胞和神经胶质细胞构成。神经细胞又叫神经元，能感受体内、外环境的刺激和传导兴奋，是神经系统结构和功能的基本单位。经胶质细胞对神经元起支持、保护、营养等作用。 由多种组织构成的能行使一定功能的结构单位叫做器官。 器官的组织结构特点跟它的功能相适应。 我们一般都比较容易注意到一些组织集中的直观的器官。 比如：眼、耳、鼻、舌等感觉器官。 再如：内脏器官心、肝、肺、胃、肾等。 不少器官都容易被人们忽略而不认为是器官。比如任何一块骨骼肌，皮肤等。维生器官是人体内维持生命的器宫。如果身体内的维生器官不能完全运行正常的话，一个人便可以很快死亡。主要的维生器官有： 脑部，负责控制和协调呼吸、心跳、荷尔蒙生产、感觉接收、肌肉运动等 心脏，将含有充分氧气及养分的血液送至全身，供应各组织器官 肺部，负责呼吸及使血液带氧 肝脏，将血液内的废物移除带到膀胱之内 其他负责消化和排泄的器官则对于长期维生有必要性。虽然如些，有很多人有缺少肾脏、脾脏和肠脏等器官的情况下依然生存，不过当然需要机器的帮助。 由各个器官按照一定的顺序排列在一起，完成一项或多项生理活动的结构叫系统。 人体共有八大系统：运动系统、神经系统、内分泌系统、循环系统、呼吸系统、消化系统、泌尿系统、生殖系统。这些系统协调配合，使人体内各种复杂的生命活动能够正常进行。八大系统的作用： 一、运动系统：运动系统由骨、软骨、关节和骨骼肌等构成。起支架、保护和运动的作用。 二、神经系统：神经系统由神经元组成，是由中枢神经系统和遍布全身的周围神经系统
计算机系统结构课后习题四、五答案
习题四 1.教材P88 存储层次的访问效率e计算公式。 e=T A1/(H T A1+(1-H) T A2) e H T A1+ e(1-H) T A2= T A1 H T A1+ (1-H) T A2= T A1/ e H T A1 -H T A2= T A1/ e- T A2 H (T A1 - T A2) = T A1/ e- T A2 H = T A1/ e- T A2/ (T A1 - T A2) H = T A1(1/ e- T A2/ T A1)/ T A1 (1- T A2/ T A1) H = (1/ e- T A2/ T A1)/ (1- T A2/ T A1) 把题意的条件带入，命中率H=(1/ e- T A2/ T A1)/ (1- T A2/ T A1) =(1/ 0.8- 10-2/ 10-7)/ (1- 10-2/ 10-7) =0.999999975 实际上，这样高的命中率是极难达到的。 在主辅存之间增设一级存储器，让其速度介于主存辅存之间，让主存与中间级的访问时间比为1：100，中间级与辅存之间的访问时间比为1：1000，将它们配上相应辅助软硬件，组成一个三级存储层次，这样，可以使第1级主存的命中率降低到 H=(1/ 0.8- 10-5/ 10-7)/ (1- 10-5/ 10-7) =0.997 1.教材P84 每个存储周期能访问到的平均字数 B=(1-(1-λ)m)/λ=(1-0.7532)/0.25 ≈4 既每个存储周期能访问到的平均字数为4。 若将λ=25%，m=16代入得
B=(1-(1-λ)m)/λ=(1-0.7516)/0.25 =3.96 既每个存储周期能访问到的平均字数为3.96。 可见，模数m不宜太大，否则性能改进不大。 3．教材P81。m个存储体并行的最大频宽B m=W*m/T M，根据题意，实际频宽要低于最大频宽。即实际频宽≤0.6最大频宽。 4*106B/s≤0.6*4 B*m/(2*10-6 s) 4≤0.6* m*4/2 2≤0.6* m 3.333≤ m m取2的幂，即m为4。 4.教材P91。根据题意，画出页表。 虚存页号实页号装入位 0 3 1 1 1 1 2 2 0 3 3 0 4 2 1 5 1 0 6 0 1 7 0 0 ⑴发生页面失效的全部虚页号就是页映像表中所有装入位为0的行所对应的虚页号的集合。本题为2，3，5，7。 ⑵按以下虚地址计算主存实地址的情况列表 虚地址虚存 页号页内位移装入 位 实页号页内位移实地址 0 0 0 1 3 0 （3*1024+0）3072 3728（3*1024+656） 3 656 0 页面失效页面失效无 1023（0*1024+1023）0 1023 1 3 1023 （3*1024+1023）4095 1024（1*1024+0） 1 0 1 1 0 （1*1024+0）1024 2055（2*1024+7） 2 7 0 页面失效页面失效无 7800（7*1024+632）7 632 0 页面失效页面失效无
计算机体系结构课后答案
计算机体系结构课后答案
计算机体系结构课后答案 【篇一：计算机体系结构习题(含答案)】 1、尾数用补码、小数表示，阶码用移码、整数表示，尾数字长p=6（不包括符号位），阶码字长q=6（不包括符号位），为数基值rm=16，阶码基值re=2。对于规格化浮点数，用十进制表达式写出如下数据（对于前11项，还要写出16进值编码）。 （1）最大尾数（8）最小正数 （2）最小正尾数（9）最大负数 （3）最小尾数（10）最小负数 （4）最大负尾数（11）浮点零 （5）最大阶码（12）表数精度 （6）最小阶码（13）表数效率 （7）最大正数（14）能表示的规格化浮点数个数 2．一台计算机系统要求浮点数的精度不低于10-7.2，表数范围正数不小于1038，且正、负数对称。尾数用原码、纯小数表示，阶码用移码、整数表示。 (1) 设计这种浮点数的格式 (2) 计算（1）所设计浮点数格式实际上能够表示的最大正数、最大负数、表数精度和表数效率。 3．某处理机要求浮点数在正数区的积累误差不大于2-p-1 ，其中，p是浮点数的尾数长度。 (1) 选择合适的舍入方法。
(2) 确定警戒位位数。 (3) 计算在正数区的误差范围。 4．假设有a和b两种不同类型的处理机，a处理机中的数据不带标志符，其指令字长和数据字长均为32位。b处理机的数据带有标志符，每个数据的字长增加至36位，其中有4位是标志符，它的指令数由最多256条减少到不到64条。如果每执行一条指令平均要访问两个操作数，每个存放在存储器中的操作数平均要被访问8次。对于一个由1000条指令组成的程序，分别计算这个程序在a处理机和b处理机中所占用的存储空间大小（包括指令和数据），从中得到什么启发？ 5．一台模型机共有7条指令，各指令的使用频率分别为35%，25%，20%，10%，5%，3%和2%，有8个通用数据寄存器，2个变址寄存器。 (1) 要求操作码的平均长度最短，请设计操作码的编码，并计算所设计操作码的平均长度。 6．某处理机的指令字长为16位，有双地址指令、单地址指令和零地址指令3类，并假设每个地址字 段的长度均为6位。 (1) 如果双地址指令有15条，单地址指令和零地址指令的条数基本相同，问单地址指令和零地址指令各有多少条？并且为这3类指令分配操作码。 (2) 如果要求3类指令的比例大致为1：9：9，问双地址指令、单地址指令和零地址指令各有多少条？并且为这3类指令分配操作码。 7．别用变址寻址方式和间接寻址方式编写一个程序，求c=a+b，其中，a与b都是由n个元素组成的一维数组。比较两个程序，并回答下列问题： (1) 从程序的复杂程度看，哪一种寻址方式更好？
结构与功能的关系
论述人体组织结构与功能的关系 崔梦梦 （生命科学学院 1241410026） 摘要：结构与功能一直以来不可分割的两个词语，不管是生物还是非生 物，其结构与功能都是息息相关的，要研究功能必然要先分析结构，而 剖析结构时必然会学习其相应的功能。这篇文章从人的肾脏、眼、耳、 肺、小肠这几个部分论述了人体的组织结构与功能的关系。 关键词：结构功能关系肾脏眼耳肺小肠 一、引言 人体的构造很复杂，主要由细胞、组织、器官、系统四级结构组成，每一部分又有其独特的组成与结构，进而形成了其独特的功能，并且各个部分之间相互协调，共同合作，保证人体的正常生活。细胞、组织等的结构是其功能的物质基础，任何一部分的结构发生改变都会影响其功能，进而影响人体的正常运作，而其功能的变化也会影响结构的改变。 二、肾脏的结构与功能的关系 肾实质由大量泌尿小管组成，其间有少量结缔组织、血管和神经等。泌尿小管包括肾小管和集合管两部分。每条肾小管起始端膨大内陷成双层的肾小囊，与肾小球共同构成肾小体，肾小管末端与集合管相连，每个肾小体与一条和它相连的肾小管构成一个肾单位。肾单位是肾的结构与功能的基本单位。每一个肾脏有100万个以上的肾单位。肾单位又可以分为皮质肾单位和髓质肾单位。 肾小管可以分成近端小管，髓袢细段以及远端小管，形成“U”形髓袢，与其相伴行的是“U”形直小血管。肾小管各段以及集合管对水和各种溶质的通透性和重吸收能力不同，因而滤液在流经“U”形髓袢的过程中，由于逆流倍增作用，在肾髓质可造成高渗状态；血液流经“U”形直小血管将水分及部分溶质运走时，由于逆流交换作用，使髓质的高渗状态得以维持；髓袢升支能重吸收溶质而对水不通透，故小管液流到远端小管时一定是低渗的。通过肾的这种结构以及与这种结构相适应的机制可以使机体的尿液维持在一个相对稳定的状态。 肾脏有丰富的血供，正常人两肾的血流量约为每分钟120毫升，相当于心输出量的20%—25%。为全身各脏器灌注量最多的一个。这样大的血流量并非肾代谢所需，而是出于全身血液要求肾及时加工处理以维持内环境稳定的需要。肾脏的血流有90%以上供应肾皮质，仅10%供应肾髓质，肾皮质血流量这么大有利于完成泌尿功能。肾动脉粗而短经多次分支后形成入球小动脉，进入肾小球成为肾
系统功能与结构的关系-重点08
物流系统结构的分析 系统是由两个或两个以上的要素构成的有机整体。系统各要素间的联系和作用是在整体的框架内进行的。系统结构指的是系统各要素间相互联系、相互作用的方式或形式，即各要素之间在时间或空间上排列和组合的具体形式；是使系统保持整体性且具有一定功能的内在依据。结构是系统的普遍属性，没有无结构的系统，也没有离开系统的结构。无论是宏观世界还是微观世界，一切物质系统都无一例外地以一定结构形式存在着、运动着和变化着。物流系统结构分析的目的就是要弄清构成物流系统的各组成要素之间的相互作用形式，为实现物流系统整体功能建立优良的结构体系。 （一）物流系统结构 “结构”是用来描述系统边界内部组成要素及其联系的一个概念。通过系统的组成要素及要素间的关联来描述系统的内部结构，因此，要素和关联是系统结构描述的基础。 同样的组成要素，如果采用不同的方式联系起来就会得到不同的系统，具有不同的功能。例如一个团队，成员组成不变，如果改变工作流程可能就会有不同的效率。再如，化学上的同分异构体，组成的元素相同，性质却不同。可见，系统结构的本质就是在要素及其关联的整合中形成的。 “系统的结构”就是指系统构成要素及其关联方式的总和。这里需要强调的是，系统中的要素并不仅仅指物质存在，更是指在关联中的意义，即各种要素只有在一定的联系方式下才具有系统的意义。系统的结构反映了系统内部的组成规律。 仿照系统结构的定义，我们可给出物流系统结构的定义。所谓物流系统结构是指物流系统内部各组成要素在时间上或空间上排列的具体形式。物流系统结构反映的是物流系统各要素内在的有机联系形式。 根据研究角度的不同，物流要素之间有不同的联系方式，从而可组成不同的系统结构形式。下面着重介绍物流系统的功能结构和网络结构两种形式。 1．物流系统的功能结构 系统目标是靠特定的功能实现的，我们构造物流系统的目的正是出于对特定功能的追求。系统功能同样是由各子系统的功能有机组合而成，系统功能同样具有层次性。按照系统功能层次关系构成的结构就是系统的功能结构，它是从行为的角度反映系统各要素之间的联系和作用。 由图可知，运输、储存、装卸、信息处理四个功能要素是供应链各阶段物流系统都需要具备的基本功能，流通加工、包装则不是每个物流系统都需要的功能。 实际上，某个物流系统的功能结构如何，取决于生产与流通的模式。例如，很多计算机公司推行“直销”模式，将订单处理、采购、生产、物流紧密结合，按照顾客订单要求组织
体系结构课后习题答案
3.某模型机有10条指令I1～I10，它们的使用频度分别为0.3，0.24，0.16，0.12，0.07，0.04，0.03，0.02， 0.01，0.01。 (1)计算采用等长操作码表示时的信息冗余量。 (2)要求操作码的平均长度最短，试设计操作码的编码，并计算所设计操作码的平均长度。 (3)只有二种码长，试设计平均码长最短的扩展操作码编码并计算平均码长。 (4)只有二种码长，试设计平均码长最短的等长扩展码编码并计算平均码长。 3.(1)采用等长操作码表示时的信息冗余量为33.5%。 (2)操作码的Huffman编码法如表2.2所示，此种编码的平均码长为2.7位。 表2.2 操作码的Huffman编码法、2-5扩展码和2-4等长扩展码编码法 (4)操作码的2-4等长扩展码编码法如表2.2所示，此种编码的平均码长为2.92位。 5.若某机设计有如下格式的指令： 三地址指令12种，一地址指令254种，设指令字的长度为16位，每个地址码字段的位数均为4位。若操作码的编码采用扩展操作码，问二地址指令最多可以设计多少种？ 5.二地址指令最多可以设计48种。 6.一台模型机共有9条指令I1～I9，各指令的使用频度分别为30%，20%，20%，10%，8%，6%，3%，2%，1%。该模型机有8位和16位两种指令字长。8位字长指令为寄存器-寄存器（R-R）二地址类型，16位字长指令为寄存器-存储器（R-M）二地址变址寻址类型。 (1)试设计有二种码长的扩展操作码，使其平均码长最短，并计算此种编码的平均码长。 (2)在(1)的基础上，该机允许使用多少个可编址的通用寄存器？ (3)若采用通用寄存器作为变址寄存器，试设计该机的两种指令格式，并标出各字段的位数。 (4)计算变址寻址的偏移地址范围。 6.(1)操作码的2-5扩展码编码法如表2.3所示，此种编码的平均码长为2.9位。 表2.3 操作码的Huffman编码法和2-4等长扩展码编码法
计算机体系结构课后习题
第1章 计算机系统结构的基本概念 试用实例说明计算机系统结构、计算机组成与计算机实现之间的相互关系。 答：如在设计主存系统时，确定主存容量、编址方式、寻址范围等属于计算机系统结构。确定主存周期、逻辑上是否采用并行主存、逻辑设计等属于计算机组成。选择存储芯片类型、微组装技术、线路设计等属于计算机实现。 计算机组成是计算机系统结构的逻辑实现。计算机实现是计算机组成的物理实现。一种体系结构可以有多种组成。一种组成可以有多种实现。 计算机系统设计中经常使用的4个定量原理是什么？并说出它们的含义。 答：（1）以经常性事件为重点。在计算机系统的设计中，对经常发生的情况，赋予它优先的处理权和资源使用权，以得到更多的总体上的改进。（2）Amdahl 定律。加快某部件执行速度所获得的系统性能加速比，受限于该部件在系统中所占的重要性。（3）CPU 性能公式。执行一个程序所需的CPU 时间 = IC ×CPI ×时钟周期时间。（4）程序的局部性原理。程序在执行时所访问地址的分布不是随机的，而是相对地簇聚。 计算机系统中有三个部件可以改进，这三个部件的部件加速比为： 部件加速比1=30； 部件加速比2=20； 部件加速比3=10 （1） 如果部件1和部件2的可改进比例均为30%，那么当部件3的可改进比例为多少时，系统加速比才可以达到10？ （2） 如果三个部件的可改进比例分别为30%、30%和20%，三个部件同时改进，那么系统中不可加速部分的执行时间在总执行时间中占的比例是多少？ 解：（1）在多个部件可改进情况下，Amdahl 定理的扩展： ∑∑+-= i i i n S F F S )1(1 已知S 1＝30，S 2＝20，S 3＝10，S n ＝10，F 1＝，F 2＝，得： ） （）（10/20/0.330/0.30.30.3-11 1033F F +++++= 得F 3＝，即部件3的可改进比例为36%。 （2）设系统改进前的执行时间为T ，则3个部件改进前的执行时间为：（++）T = ，不可改进部分的执行时间为。 已知3个部件改进后的加速比分别为S 1＝30，S 2＝20，S 3＝10，因此3个部件改进后的执行时间为： T T T T T n 045.010 2.020 3.0303.0'=++= 改进后整个系统的执行时间为：Tn = + = 那么系统中不可改进部分的执行时间在总执行时间中占的比例是： 82.0245.02.0=T T 假设某应用程序中有4类操作，通过改进，各操作获得不同的性能提高。具体数据如下表所示： 操作类型 程序中的数量 （百万条指令） 改进前的执行时间 （周期） 改进后的执行时间 （周期）
计算机组成原理和系统结构课后答案概论
1．1 概述数字计算机的发展经过了哪几个代？各代的基本特征是什么？ 略。 1．2 你学习计算机知识后，准备做哪方面的应用？ 略。 1．3 试举一个你所熟悉的计算机应用例子。 略。 1．4 计算机通常有哪些分类方法？你比较了解的有哪些类型的计算机？ 略。 1．5 计算机硬件系统的主要指标有哪些？ 答：机器字长、存储容量、运算速度、可配置外设等。答：计算机硬件系统的主要指标有：机器字长、存储容量、运算速度等。 1．6 什么是机器字长？它对计算机性能有哪些影响？ 答：指CPU一次能处理的数据位数。它影响着计算机的运算速度，硬件成本、指令系统功能，数据处理精度等。 1．7 什么是存储容量？什么是主存？什么是辅存？ 答：存储容量指的是存储器可以存放数据的数量（如字节数）。
它包括主存容量和辅存容量。 主存指的是CPU能够通过地址线直接访问的存储器。如内存等。 辅存指的是CPU不能直接访问，必须通过I/O接口和地址变换等方法才能访问的存储器，如硬盘，u盘等。 1．8 根据下列题目的描述，找出最匹配的词或短语，每个词或短语只能使用一次。 （1）为个人使用而设计的计算机，通常有图形显示器、键盘和鼠标。 （2）计算机中的核心部件，它执行程序中的指令。它具有加法、测试和控制其他部件的功能。 （3）计算机的一个组成部分，运行态的程序和相关数据置于其中。 （4）处理器中根据程序的指令指示运算器、存储器和I/O设备做什么的部件。 （5）嵌入在其他设备中的计算机，运行设计好的应用程序实现相应功能。 （6）在一个芯片中集成几十万到上百万个晶体管的工艺。（7）管理计算机中的资源以便程序在其中运行的程序。 （8）将高级语言翻译成机器语言的程序。
计算机体系结构课后习题原版答案 张晨曦著
第1章计算机系统结构的基本概念 1.1 解释下列术语 层次机构：按照计算机语言从低级到高级的次序，把计算机系统按功能划分成多级层次结构，每一层以一种不同的语言为特征。这些层次依次为：微程序机器级，传统机器语言机器级，汇编语言机器级，高级语言机器级，应用语言机器级等。 虚拟机：用软件实现的机器。 翻译：先用转换程序把高一级机器上的程序转换为低一级机器上等效的程序，然后再在这低一级机器上运行，实现程序的功能。 解释：对于高一级机器上的程序中的每一条语句或指令，都是转去执行低一级机器上的一段等效程序。执行完后，再去高一级机器取下一条语句或指令，再进行解释执行，如此反复，直到解释执行完整个程序。 计算机系统结构：传统机器程序员所看到的计算机属性，即概念性结构与功能特性。 透明性：在计算机技术中，把这种本来存在的事物或属性，但从某种角度看又好像不存在的概念称为透明性。 计算机组成：计算机系统结构的逻辑实现，包含物理机器级中的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。 计算机实现：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，模块、插件、底板的划分与连接，信号传输，电源、冷却及整机装配技术等。 系统加速比：对系统中某部分进行改进时，改进后系统性能提高的倍数。 Amdahl定律：当对一个系统中的某个部件进行改进后，所能获得的整个系统性能的提高，受限于该部件的执行时间占总执行时间的百分比。 程序的局部性原理：程序执行时所访问的存储器地址不是随机分布的，而是相对地簇聚。包括时间局部性和空间局部性。 CPI：每条指令执行的平均时钟周期数。 测试程序套件：由各种不同的真实应用程序构成的一组测试程序，用来测试计算机在各个方面的处理性能。 存储程序计算机：冯·诺依曼结构计算机。其基本点是指令驱动。程序预先存放在计算机存储器中，机器一旦启动，就能按照程序指定的逻辑顺序执行这些程序，自动完成由程序所描述的处理工作。 系列机：由同一厂家生产的具有相同系统结构、但具有不同组成和实现的一系列不同型号的计算机。 软件兼容：一个软件可以不经修改或者只需少量修改就可以由一台计算机移植到另一台计算机上运行。差别只是执行时间的不同。 向上（下）兼容：按某档计算机编制的程序，不加修改就能运行于比它高（低）档的计算机。向后（前）兼容：按某个时期投入市场的某种型号计算机编制的程序，不加修改地就能运行于在它之后（前）投入市场的计算机。 兼容机：由不同公司厂家生产的具有相同系统结构的计算机。 模拟：用软件的方法在一台现有的计算机（称为宿主机）上实现另一台计算机（称为虚拟机）的指令系统。 仿真：用一台现有计算机（称为宿主机）上的微程序去解释实现另一台计算机（称为目标机）的指令系统。 并行性：计算机系统在同一时刻或者同一时间间隔内进行多种运算或操作。只要在时间上相
体系结构课后习题答案
(1)计算采用等长操作码表示时的信息冗余量。 (2)要求操作码的平均长度最短，试设计操作码的编码，并计算所设计操作码的平均长度。 (3)只有二种码长，试设计平均码长最短的扩展操作码编码并计算平均码长。 (4)只有二种码长，试设计平均码长最短的等长扩展码编码并计算平均码长。 3.(1)采用等长操作码表示时的信息冗余量为%。 (2)操作码的Huffman编码法如表所示，此种编码的平均码长为位。 表操作码的Huffman编码法、2-5扩展码和2-4等长扩展码编码法 (3)操作码的2-5扩展码编码法如表所示，此种编码的平均码长为位。 (4)操作码的2-4等长扩展码编码法如表所示，此种编码的平均码长为位。 5.若某机设计有如下格式的指令： 三地址指令12种，一地址指令254种，设指令字的长度为16位，每个地址码字段的位数均为4位。若操作码的编码采用扩展操作码，问二地址指令最多可以设计多少种？ 5.二地址指令最多可以设计48种。 6.一台模型机共有9条指令I1～I9，各指令的使用频度分别为30%，20%，20%，10%，8%，6%，3%，2%，1%。该模型机有8位和16位两种指令字长。8位字长指令为寄存器-寄存器（R-R）二地址类型，16位字长指令为寄存器-存储器（R-M）二地址变址寻址类型。 (1)试设计有二种码长的扩展操作码，使其平均码长最短，并计算此种编码的平均码长。 (2)在(1)的基础上，该机允许使用多少个可编址的通用寄存器？ (3)若采用通用寄存器作为变址寄存器，试设计该机的两种指令格式，并标出各字段的位数。 (4)计算变址寻址的偏移地址范围。 6.(1)操作码的2-5扩展码编码法如表所示，此种编码的平均码长为位。 表操作码的Huffman编码法和2-4等长扩展码编码法
计算机体系结构课后习题
第1章 计算机系统结构的基本概念 1.1 试用实例说明计算机系统结构、计算机组成与计算机实现之间的相互关系。 答：如在设计主存系统时，确定主存容量、编址方式、寻址范围等属于计算机系统结构。确定主存周期、逻辑上是否采用并行主存、逻辑设计等属于计算机组成。选择存储芯片类型、微组装技术、线路设计等属于计算机实现。 计算机组成是计算机系统结构的逻辑实现。计算机实现是计算机组成的物理实现。一种体系结构可以有多种组成。一种组成可以有多种实现。 1.2 计算机系统设计中经常使用的4个定量原理是什么？并说出它们的含义。 答：（1）以经常性事件为重点。在计算机系统的设计中，对经常发生的情况，赋予它优先的处理权和资源使用权，以得到更多的总体上的改进。（2）Amdahl 定律。加快某部件执行速度所获得的系统性能加速比，受限于该部件在系统中所占的重要性。（3）CPU 性能公式。执行一个程序所需的CPU 时间 = IC ×CPI ×时钟周期时间。（4）程序的局部性原理。程序在执行时所访问地址的分布不是随机的，而是相对地簇聚。 1.3 计算机系统中有三个部件可以改进，这三个部件的部件加速比为： 部件加速比1=30； 部件加速比2=20； 部件加速比3=10 （1） 如果部件1和部件2的可改进比例均为30%，那么当部件3的可改进比例为多少时，系统加速比才可以达到10？ （2） 如果三个部件的可改进比例分别为30%、30%和20%，三个部件同时改进，那么系统中不可加速部分的执行时间在总执行时间中占的比例是多少？ 解：（1）在多个部件可改进情况下，Amdahl 定理的扩展： ∑∑+-= i i i n S F F S )1(1 已知S 1＝30，S 2＝20，S 3＝10，S n ＝10，F 1＝0.3，F 2＝0.3，得： ） （）（10/20/0.330/0.30.30.3-11 1033F F +++++= 得F 3＝0.36，即部件3的可改进比例为36%。 （2）设系统改进前的执行时间为T ，则3个部件改进前的执行时间为：（0.3+0.3+0.2）T = 0.8T ，不可改进部分的执行时间为0.2T 。 已知3个部件改进后的加速比分别为S 1＝30，S 2＝20，S 3＝10，因此3个部件改进后的执行时间为： T T T T T n 045.010 2.020 3.0303.0'=++= 改进后整个系统的执行时间为：Tn = 0.045T+0.2T = 0.245T 那么系统中不可改进部分的执行时间在总执行时间中占的比例是： 82.0245.02.0=T T 1.4 假设某应用程序中有4类操作，通过改进，各操作获得不同的性能提高。具体数据如下表所示：
计算机系统结构 第四章(习题解答)
1. 假设一条指令的执行过程分为“取指令”、“分析”和“执行”三段，每一 段的时间分别是△t 、2△t 和3△t 。在下列各种情况下，分别写出连续执行n 条指令所需要的时间表达式。 ⑴ 顺序执行方式。 ⑵ 仅“取指令”和“执行”重叠。 ⑶ “取指令”、“分析”和“执行”重叠。 答： ⑴ 顺序执行方式 1 2 ...... 1 2 1 2 T ＝∑=++n 1 i i i i )t t t (执行分析取址＝n(△t ＋2△t ＋3△t)＝6n △t ⑵ 仅“取指令”和“执行”重叠 1 2 ...... 1 2 1 2 T ＝6△t ＋∑=+1 -n 1 i i i )t t (执行分析＝6△t ＋(n-1)(2△t ＋3△t)＝(5n ＋1)△t ⑶ “取指令”、“分析”和“执行”重叠 1 2 3 4 ...... 1 2 3 4 1 2 3 4 △t 2△t 3△t △ t 2△t 3△t △t 2△t 3△t
T ＝6△t ＋∑=1 -n 1i i )t (执行＝6△t ＋(n-1)(3△t)＝(3n ＋3)△t 2. 一条线性流水线有4个功能段组成，每个功能段的延迟时间都相等，都为 △t 。开始5个任务，每间隔一个△t 向流水线输入一个任务，然后停顿2个△t ，如此重复。求流水线的实际吞吐率、加速比和效率。 答： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 ... 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 我们可以看出，在（7n+1）Δt 的时间内，可以输出5n 个结果，如果指令的序列足够长（n →∞），并且指令间不存在相关，那么，吞吐率可以认为满足： )n (t 75t )n /17(5t )1n 7(n 5TP ∞→?= ?+= ?+= 加速比为： )n (7 20n /17201 n 7n 20t )1n 7(t 4n 5S ∞→=+= += ?+??= 从上面的时空图很容易看出，效率为： )n (7 5n /1751 n 7n 5t )1n 7(4t 4n 5E ∞→=+= += ?+???= 3. 用一条5个功能段的浮点加法器流水线计算∑== 10 1 i i A F 。每个功能段的延迟 时间均相等，流水线的输出端与输入端之间有直接数据通路，而且设置有足够的缓冲寄存器。要求用尽可能短的时间完成计算，画出流水线时空图，计算流水线的实际吞吐率、加速比和效率。 答： 首先需要考虑的是“10个数的和最少需要做几次加法？”，我们可以发现，