文档介绍：****题1
存在的问题
大多数同学较认真,少数不太认真、有抄袭现象
关于参考答案,要知其然,更要知其所以然
第5、7两题
理解透明性的含义
掌握计算机系统结构、组成、实现研究的范围,P4、5
凡编写机器语言和汇编语言程序要用到的(数据表示、指令系统、寄存器¨¨¨)对计算机系统结构都是不透明的
凡是只影响系统速度和价格的逻辑实现(计算机组成)和物理实现(计算机实现)对系统结构都是透明的<br****题1
第5题:哪些对计算机系统结构是透明的
存储器的模m交叉存取:目的加快存储器速度,透明
浮点数据表示:硬件可直接识别的数据类型,不透明
I/O是通道方式还是处理机方式:I/O方式选择属于系统结构,不透明
阵列运算部件(多个相同运算部件阵列排列):加快运算速度,透明
数据总线宽度:只影响数据传输速度,不影响功能,透明
通道类型(结合、独立,P6):功能相同、速度不同,透明
访问方式保护:属于系统结构,不透明
程序性中断:属于系统结构,不透明
控制方式(串行、流水等):仅影响速度,透明
堆栈指令:指令系统属于系统结构,不透明
存储器最小编址单位:属于系统结构,不透明
Cache存储器:为了提高存储系统速度,组原课中细讲的,透明<br****题1
第7题:从机器(汇编)语言看哪些是透明的
指令地址寄存器:指的是程序计数器PC,80X86中为IP,相对转移指令中用到,不透明
指令缓冲器:缓冲和排队技术属于计算机组成P5,透明
时标发生器:产生系统时钟,汇编语言不能控制的具体硬件,透明
条件码寄存器:存放转移条件,也叫程序状态字PSW,是条件转移指令的测试条件,不透明
乘法器、移位器:汇编语言不能控制的具体硬件,透明
主存地址寄存器:也称存储器地址寄存器MAR,透明
磁盘外设:I/O指令可直接对其操作(通过端口号),不透明
先行进位链:提高加法器运算速度的,组原和数字逻辑中学到,汇编语言不能控制的具体硬件,透明
通用寄存器、中断字寄存器(中断响应、优先级、屏蔽等):程序中要用到,不透明<br****题1
第8题
掌握三个公式
第12题
优化之后各类指令所占比例,ALU指令的减少也导致总指令数减少
优化后算术运算指令所占比例
从MIPS之比得出的结论:
减少ALU指令的比例会使速度变慢
减少使用频率高的指令会使速度变慢
减少速度快的指令的比例会使速度变慢
×
×
√<br****题1
第13题
向量方式计算速度是标量方式的9倍
测试程序P总时间T,25%T为向量方式,75%T为标量方式
求测试程序P中向量代码占的比例
解:
T向量:T标量=1:3
T向量=x/9v, T标量=(1-x) /v
方法二:<br****题2
OP编码优化的目标
平均长度短(冗余小)
编码规整(长度种类少)
最短平均长度(信息源熵):
信息冗余量
(实际长度-H)/实际长度
Huffman编码
平均长度最短的方案
编码不唯一,但长度确定
每次选择两个最小值节点
非叶子结点值相加<br****题2
扩展编码
等长、不等长
X-Y-Z、X/Y/Z
短编码不能是长编码的前缀
一定要用短编码表示频率高的指令
变址位移量
补码表示(-2n-1~2n-1-1)
指令类型
R-R:速度快,给频率高的指令使用
M-M<br****题2
第3题(10条指令)
第2问:要求OP平均长度最短,则一定是Huffman编码(画Huffman树时要注意,确保每次选两个概率最小的),
第3问: OP平均长度最短的扩展编码(不一定是等长扩展),究竟哪种最短,要一个一个去试,本题可以试一下2-5、2-4、3-4,结果2-5最短,
第4问: OP平均长度最短的等长扩展编码,只需考虑2-4(1-2不可能、3-6太长),
第5题(三地址12条,单地址254条,总长16位,每个地址4位)
4-8-12等长扩展,12/X/254
若不考虑单地址指令,则二地址最多4×16=64条
考虑单地址指令,每预留一个二地址指令码点,则可以扩展16条单地址指令,要使单地址指令达到254条,则应预留254/16=
因此,二地址最多可以设计64-16=48条<br****题2
第6题(9条指令,8位(R-R)、16位(R-M)两种指令字长)
第1问:OP平均长度最短的扩展编码,与第3题类似,2-4、2-5比较后可知,2-5平均长度最短,
第2问:为提高速度,应将使用频率高的指令安排成R-R型,为减少存储容量,应将使用频率高的指令安排成短OP(2位),因此R编码占3位,可以表示8个通用寄存器
第3、4问:通用寄存器做变址寄存器,则变址位移量只能是5位(16位-5位OP-3位R-3位X),偏移范围-16~15(补码)
补充****题
1、若某机要求有:3地址指令4条,单地址指令255条,0地址指令16条。设指令字