計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)課后習(xí)題原版答案張晨曦著

1、第1章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基本概念1.1 解釋下列術(shù)語(yǔ)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：傳統(tǒng)機(jī)器程序員所看到的計(jì)算機(jī)屬性，即概念性結(jié)構(gòu)與功能特性。在計(jì)算機(jī)技術(shù)中，把這種本來(lái)存在的事物或?qū)傩?，但從某種角度看又好像不存在的概念稱為透明性。系列機(jī)：由同一廠家生產(chǎn)的具有相同系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、但具有不同組成和實(shí)現(xiàn)的一系列不同型號(hào)的計(jì)算機(jī)。軟件兼容：一個(gè)軟件可以不經(jīng)修改或者只需少量修改就可以由一臺(tái)計(jì)算機(jī)移植到另一臺(tái)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。差別只是執(zhí)行時(shí)間的不同。向上（下）兼容：按某檔計(jì)算機(jī)編制的程序，不加修改就能運(yùn)行于比它高（低）檔的計(jì)算機(jī)。向后（前）兼容：按某個(gè)時(shí)期投入市場(chǎng)的某種型號(hào)計(jì)算機(jī)編制的程序，不加修改地就能運(yùn)行于在它之后（前）投入市

2、場(chǎng)的計(jì)算機(jī)。兼容機(jī)：由不同公司廠家生產(chǎn)的具有相同系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)。同構(gòu)型多處理機(jī)系統(tǒng)：由多個(gè)同類型或至少擔(dān)負(fù)同等功能的處理機(jī)組成，它們同時(shí)處理同一作業(yè)中能并行執(zhí)行的多個(gè)任務(wù)。1.2 試用實(shí)例說(shuō)明計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)組成與計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)之間的相互關(guān)系。答：如在設(shè)計(jì)主存系統(tǒng)時(shí)，確定主存容量、編址方式、尋址范圍等屬于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。確定主存周期、邏輯上是否采用并行主存、邏輯設(shè)計(jì)等屬于計(jì)算機(jī)組成。選擇存儲(chǔ)芯片類型、微組裝技術(shù)、線路設(shè)計(jì)等屬于計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)組成是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的邏輯實(shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)是計(jì)算機(jī)組成的物理實(shí)現(xiàn)。一種體系結(jié)構(gòu)可以有多種組成。一種組成可以有多種實(shí)現(xiàn)。1.4 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中經(jīng)常使

3、用的4個(gè)定量原理是什么？并說(shuō)出它們的含義。答：（1）以經(jīng)常性事件為重點(diǎn)。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，對(duì)經(jīng)常發(fā)生的情況，賦予它優(yōu)先的處理權(quán)和資源使用權(quán)，以得到更多的總體上的改進(jìn)。（2）amdahl定律。加快某部件執(zhí)行速度所獲得的系統(tǒng)性能加速比，受限于該部件在系統(tǒng)中所占的重要性。（3）cpu性能公式。執(zhí)行一個(gè)程序所需的cpu時(shí)間 = ic cpi 時(shí)鐘周期時(shí)間。（4）程序的局部性原理。程序在執(zhí)行時(shí)所訪問(wèn)地址的分布不是隨機(jī)的，而是相對(duì)地簇聚。1.5 分別從執(zhí)行程序的角度和處理數(shù)據(jù)的角度來(lái)看，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中并行性等級(jí)從低到高可分為哪幾級(jí)？ 答：從處理數(shù)據(jù)的角度來(lái)看，并行性等級(jí)從低到高可分為：（1）字串位串：每

4、次只對(duì)一個(gè)字的一位進(jìn)行處理。這是最基本的串行處理方式，不存在并行性；（2）字串位并：同時(shí)對(duì)一個(gè)字的全部位進(jìn)行處理，不同字之間是串行的。已開(kāi)始出現(xiàn)并行性；（3）字并位串：同時(shí)對(duì)許多字的同一位（稱為位片）進(jìn)行處理。這種方式具有較高的并行性；（4）全并行：同時(shí)對(duì)許多字的全部位或部分位進(jìn)行處理。這是最高一級(jí)的并行。從執(zhí)行程序的角度來(lái)看，并行性等級(jí)從低到高可分為：（1）指令內(nèi)部并行：?jiǎn)螚l指令中各微操作之間的并行；（2）指令級(jí)并行：并行執(zhí)行兩條或兩條以上的指令；（3）線程級(jí)并行：并行執(zhí)行兩個(gè)或兩個(gè)以上的線程，通常是以一個(gè)進(jìn)程內(nèi)派生的多個(gè)線程為調(diào)度單位；（4）任務(wù)級(jí)或過(guò)程級(jí)并行：并行執(zhí)行兩個(gè)或兩個(gè)以上的過(guò)程

5、或任務(wù)（程序段），以子程序或進(jìn)程為調(diào)度單元；（5）作業(yè)或程序級(jí)并行：并行執(zhí)行兩個(gè)或兩個(gè)以上的作業(yè)或程序。1.7 將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中某一功能的處理速度加快10倍，但該功能的處理時(shí)間僅為整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間的40%，則采用此增強(qiáng)功能方法后，能使整個(gè)系統(tǒng)的性能提高多少？解 由題可知： 可改進(jìn)比例 = 40% = 0.4 部件加速比 = 10根據(jù)amdahl定律可知：采用此增強(qiáng)功能方法后，能使整個(gè)系統(tǒng)的性能提高到原來(lái)的1.5625倍。第2章 指令集結(jié)構(gòu)的分類2.1 解釋下列術(shù)語(yǔ)堆棧型機(jī)器：cpu 中存儲(chǔ)操作數(shù)的單元是堆棧的機(jī)器。累加器型機(jī)器：cpu 中存儲(chǔ)操作數(shù)的單元是累加器的機(jī)器。通用寄存器型機(jī)器：cpu

6、中存儲(chǔ)操作數(shù)的單元是通用寄存器的機(jī)器。2.2 指令集結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所涉及的內(nèi)容有哪些？答： (1) 指令集功能設(shè)計(jì)：主要有risc和cisc兩種技術(shù)發(fā)展方向； (2) 尋址方式的設(shè)計(jì)：設(shè)置尋址方式可以通過(guò)對(duì)基準(zhǔn)程序進(jìn)行測(cè)試統(tǒng)計(jì)，察看各種尋址方式的使用頻率，根據(jù)適用頻率設(shè)置必要的尋址方式。 (3) 操作數(shù)表示和操作數(shù)類型：主要的操作數(shù)類型和操作數(shù)表示的選擇有：浮點(diǎn)數(shù)據(jù)類型、整型數(shù)據(jù)類型、字符型、十進(jìn)制數(shù)據(jù)類型等等。 (4) 尋址方式的表示：可以將尋址方式編碼于操作碼中，也可以將尋址方式作為一個(gè)單獨(dú)的域來(lái)表示。 (5) 指令集格式的設(shè)計(jì)：有變長(zhǎng)編碼格式、固定長(zhǎng)度編碼格式和混合型編碼格式3種。2.3 簡(jiǎn)述

7、cisc指令集結(jié)構(gòu)功能設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)。從當(dāng)前的計(jì)算機(jī)技術(shù)觀點(diǎn)來(lái)看，cisc指令集結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)有什么缺點(diǎn)？答：主要目標(biāo)是增強(qiáng)指令功能，把越來(lái)越多的功能交由硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)，并且指令的數(shù)量也是越來(lái)越多。缺點(diǎn)： (1) cisc結(jié)構(gòu)的指令集中，各種指令的使用頻率相差懸殊。（2）cisc結(jié)構(gòu)指令的復(fù)雜性帶來(lái)了計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，這不僅增加了研制時(shí)間和成本，而且還容易造成設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。（3）cisc結(jié)構(gòu)指令集的復(fù)雜性給vlsi設(shè)計(jì)增加了很大負(fù)擔(dān)，不利于單片集成。（4）cisc結(jié)構(gòu)的指令集中，許多復(fù)雜指令需要很復(fù)雜的操作，因而運(yùn)行速度慢。 (5) 在cisc結(jié)構(gòu)的指令集中，由于各條指令的功能不均衡性，不利于采用

8、先進(jìn)的計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)技術(shù)（如流水技術(shù)）來(lái)提高系統(tǒng)的性能。2.4 簡(jiǎn)述risc指令集結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則。答（1） 選取使用頻率最高的指令，并補(bǔ)充一些最有用的指令；（2）每條指令的功能應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單，并在一個(gè)機(jī)器周期內(nèi)完成；（3）所有指令長(zhǎng)度均相同；（4）只有l(wèi)oad和store操作指令才訪問(wèn)存儲(chǔ)器，其它指令操作均在寄存器之間進(jìn)行； (5) 以簡(jiǎn)單有效的方式支持高級(jí)語(yǔ)言。2.5 表示尋址方式的主要方法有哪些？簡(jiǎn)述這些方法的優(yōu)缺點(diǎn)。答：表示尋址方式有兩種常用的方法：（1）將尋址方式編于操作碼中，由操作碼在描述指令的同時(shí)也描述了相應(yīng)的尋址方式。這種方式譯碼快，但操作碼和尋址方式的結(jié)合不僅增加了指令的條數(shù)，導(dǎo)

9、致了指令的多樣性，而且增加了cpu對(duì)指令譯碼的難度。（2）為每個(gè)操作數(shù)設(shè)置一個(gè)地址描述符，由該地址描述符表示相應(yīng)操作數(shù)的尋址方式。這種方式譯碼較慢，但操作碼和尋址獨(dú)立，易于指令擴(kuò)展。第3章 流水線技術(shù)3.1解釋下列術(shù)語(yǔ)數(shù)據(jù)相關(guān)：考慮兩條指令i和j，i在j的前面，如果下述條件之一成立，則稱指令j與指令i數(shù)據(jù)相關(guān)： （1）指令j使用指令i產(chǎn)生的結(jié)果；（2）指令j與指令k數(shù)據(jù)相關(guān)，而指令k又與指令i數(shù)據(jù)相關(guān)。名相關(guān)：如果兩條指令使用了相同的名，但是它們之間并沒(méi)有數(shù)據(jù)流動(dòng)，則稱這兩條指令存在名相關(guān)?？刂葡嚓P(guān)：是指由分支指令引起的相關(guān)。它需要根據(jù)分支指令的執(zhí)行結(jié)果來(lái)確定后面該執(zhí)行哪個(gè)分支上的指令。反相關(guān)

10、：考慮兩條指令i和j，i在j的前面，如果指令j所寫的名與指令i所讀的名相同，則稱指令i和j發(fā)生了反相關(guān)。輸出相關(guān)：考慮兩條指令i和j，i在j的前面，如果指令j和指令i所寫的名相同，則稱指令i和j發(fā)生了輸出相關(guān)。定向：用來(lái)解決寫后讀沖突的。在發(fā)生寫后讀相關(guān)的情況下，在計(jì)算結(jié)果尚未出來(lái)之前，后面等待使用該結(jié)果的指令并不見(jiàn)得是馬上就要用該結(jié)果。如果能夠?qū)⒃撚?jì)算結(jié)果從其產(chǎn)生的地方直接送到其它指令需要它的地方，那么就可以避免停頓。3.3 簡(jiǎn)述先行控制的基本思想。答：先行控制技術(shù)是把緩沖技術(shù)和預(yù)處理技術(shù)相結(jié)合。緩沖技術(shù)是在工作速度不固定的兩個(gè)功能部件之間設(shè)置緩沖器，用以平滑它們的工作。預(yù)處理技術(shù)是指預(yù)取指

11、令、對(duì)指令進(jìn)行加工以及預(yù)取操作數(shù)等。采用先行控制方式的處理機(jī)內(nèi)部設(shè)置多個(gè)緩沖站，用于平滑主存、指令分析部件、運(yùn)算器三者之間的工作。這樣不僅使它們都能獨(dú)立地工作，充分忙碌而不用相互等待，而且使指令分析部件和運(yùn)算器分別能快速地取得指令和操作數(shù)，大幅度地提高指令的執(zhí)行速度和部件的效率。這些緩沖站都按先進(jìn)先出的方式工作，而且都是由一組若干個(gè)能快速訪問(wèn)的存儲(chǔ)單元和相關(guān)的控制邏輯組成。采用先行控制技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)多條指令的重疊解釋執(zhí)行。 3.6 解決流水線瓶頸問(wèn)題有哪兩種常用方法？答：細(xì)分瓶頸段與重復(fù)設(shè)置瓶頸段3.7 減少流水線分支延遲的靜態(tài)方法有哪些？答：（1）預(yù)測(cè)分支失敗：沿失敗的分支繼續(xù)處理指令，就好象

12、什么都沒(méi)發(fā)生似的。當(dāng)確定分支是失敗時(shí)，說(shuō)明預(yù)測(cè)正確，流水線正常流動(dòng)；當(dāng)確定分支是成功時(shí)，流水線就把在分支指令之后取出的指令轉(zhuǎn)化為空操作，并按分支目標(biāo)地址重新取指令執(zhí)行。（2）預(yù)測(cè)分支成功：當(dāng)流水線id段檢測(cè)到分支指令后，一旦計(jì)算出了分支目標(biāo)地址，就開(kāi)始從該目標(biāo)地址取指令執(zhí)行。（3）延遲分支：主要思想是從邏輯上“延長(zhǎng)”分支指令的執(zhí)行時(shí)間。把延遲分支看成是由原來(lái)的分支指令和若干個(gè)延遲槽構(gòu)成。不管分支是否成功，都要按順序執(zhí)行延遲槽中的指令。3種方法的共同特點(diǎn)：它們對(duì)分支的處理方法在程序的執(zhí)行過(guò)程中始終是不變的。它們要么總是預(yù)測(cè)分支成功，要么總是預(yù)測(cè)分支失敗。3.9列舉出下面循環(huán)中的所有相關(guān)，包括輸出

13、相關(guān)、反相關(guān)、真相關(guān)。for (i=2; i100; i=i+1)ai=bi+ai;/* s1 */ci+1=ai+di; /* s2 */ai-1=2*bi; /* s3 */bi+1=2*bi;/* s4 */解：展開(kāi)循環(huán)兩次：ai = bi + ai; /* s1 */ci+1 = ai + di; /* s2 */ai-1 = 2 * bi; /* s3 */bi+1 = 2 * bi; /* s4 */ai+1 = bi+1 + ai+1; /* s1 */ci+2 = ai+1 + di+1; /* s2 */ai = 2 * bi+1; /* s3 */bi+2 = 2 * bi

14、+1; /* s4 */輸出相關(guān)：無(wú)反相關(guān)：無(wú)真相關(guān)：s1&s2由于循環(huán)引入的相關(guān)：s4&s4（真相關(guān)）、s1&s4（真相關(guān)）、s3&s4（真相關(guān)）、s1&s3（輸出相關(guān)、反相關(guān)）、s2&s3（反相關(guān)）。3.10 簡(jiǎn)述三種向量處理方式，它們對(duì)向量處理機(jī)的結(jié)構(gòu)要求有何不同？答 (1)橫向處理方式：若向量長(zhǎng)度為n，則水平處理方式相當(dāng)于執(zhí)行n次循環(huán)。若使用流水線，在每次循環(huán)中可能出現(xiàn)數(shù)據(jù)相關(guān)和功能轉(zhuǎn)換，不適合對(duì)向量進(jìn)行流水處理。 (2)縱向處理方式：將整個(gè)向量按相同的運(yùn)算處理完畢之后，再去執(zhí)行其他運(yùn)算。適合對(duì)向量進(jìn)行流水處理，向量運(yùn)算指令的源/目向量都放在存儲(chǔ)器內(nèi)，使得流水線運(yùn)算部件的輸入、輸出端直

15、接與存儲(chǔ)器相聯(lián)，構(gòu)成m-m型的運(yùn)算流水線。 (3)縱橫處理方式：把長(zhǎng)度為n的向量分為若干組，每組長(zhǎng)度為n，組內(nèi)按縱向方式處理，依次處理各組，組數(shù)為n/n，適合流水處理。可設(shè)長(zhǎng)度為n的向量寄存器，使每組向量運(yùn)算的源/目向量都在向量寄存器中，流水線的運(yùn)算部件輸入、輸出端與向量寄存器相聯(lián)，構(gòu)成r-r型運(yùn)算流水線。3.12 有一指令流水線如下所示（1） 求連續(xù)輸入10條指令，該流水線的實(shí)際吞吐率和效率；（2） 該流水線的“瓶頸”在哪一段？請(qǐng)采取兩種不同的措施消除此“瓶頸”。對(duì)于你所給出的兩種新的流水線，連續(xù)輸入10條指令時(shí)，其實(shí)際吞吐率和效率各是多少？解：（1）（2）瓶頸在3、4段。n 變成八級(jí)流水線

16、（細(xì)分）n 重復(fù)設(shè)置部件123-13-24-14-24-34-43.14 有一條靜態(tài)多功能流水線由5段組成，加法用1、3、4、5段，乘法用1、2、5段，第3段的時(shí)間為2t，其余各段的時(shí)間均為t，而且流水線的輸出可以直接返回輸入端或暫存于相應(yīng)的流水寄存器中?，F(xiàn)要在該流水線上計(jì)算 ，畫出其時(shí)空?qǐng)D，并計(jì)算其吞吐率、加速比和效率。解：首先，應(yīng)選擇適合于流水線工作的算法。對(duì)于本題，應(yīng)先計(jì)算a1b1、a2b2、a3b3和a4b4；再計(jì)算(a1b1) (a2b2)和(a3b3) (a4b4)；然后求總的結(jié)果。其次，畫出完成該計(jì)算的時(shí)空?qǐng)D，如圖所示，圖中陰影部分表示該段在工作。由圖可見(jiàn)，它在18個(gè)t時(shí)間中，給

17、出了7個(gè)結(jié)果。所以吞吐率為： 如果不用流水線，由于一次求積需3t，一次求和需5t，則產(chǎn)生上述7個(gè)結(jié)果共需（45+33）t =29t。所以加速比為： 該流水線的效率可由陰影區(qū)的面積和5個(gè)段總時(shí)空區(qū)的面積的比值求得： 3.15 動(dòng)態(tài)多功能流水線由6個(gè)功能段組成，如下圖：其中，s1、s4、s5、s6組成乘法流水線，s1、s2、s3、s6組成加法流水線，各個(gè)功能段時(shí)間均為50ns，假設(shè)該流水線的輸出結(jié)果可以直接返回輸入端，而且設(shè)置有足夠的緩沖寄存器，若以最快的方式用該流水計(jì)算：（1） 畫出時(shí)空?qǐng)D；（2） 計(jì)算實(shí)際的吞吐率、加速比和效率。解：機(jī)器一共要做10次乘法，4次加法。3.16 在mips流水線上

18、運(yùn)行如下代碼序列：loop： lw r1，0（r2） daddiu r1，r1，#1 sw r1， 0（r2） daddiu r2，r2，#4 dsub r4，r3，r2 bnez r4，loop 其中：r3的初值是r2+396。假設(shè)：在整個(gè)代碼序列的運(yùn)行過(guò)程中，所有的存儲(chǔ)器訪問(wèn)都是命中的，并且在一個(gè)時(shí)鐘周期中對(duì)同一個(gè)寄存器的讀操作和寫操作可以通過(guò)寄存器文件“定向”。問(wèn)：（1） 在沒(méi)有任何其它定向（或旁路）硬件的支持下，請(qǐng)畫出該指令序列執(zhí)行的流水線時(shí)空?qǐng)D。假設(shè)采用排空流水線的策略處理分支指令，且所有的存儲(chǔ)器訪問(wèn)都命中cache，那么執(zhí)行上述循環(huán)需要多少個(gè)時(shí)鐘周期？（2） 假設(shè)該流水線有正常的定

19、向路徑，請(qǐng)畫出該指令序列執(zhí)行的流水線時(shí)空?qǐng)D。假設(shè)采用預(yù)測(cè)分支失敗的策略處理分支指令，且所有的存儲(chǔ)器訪問(wèn)都命中cache，那么執(zhí)行上述循環(huán)需要多少個(gè)時(shí)鐘周期？（3） 假設(shè)該流水線有正常的定向路徑和一個(gè)單周期延遲分支，請(qǐng)對(duì)該循環(huán)中的指令進(jìn)行調(diào)度，你可以重新組織指令的順序，也可以修改指令的操作數(shù)，但是注意不能增加指令的條數(shù)。請(qǐng)畫出該指令序列執(zhí)行的流水線時(shí)空?qǐng)D，并計(jì)算執(zhí)行上述循環(huán)所需要的時(shí)鐘周期數(shù)。解：寄存器讀寫可以定向，無(wú)其他旁路硬件支持。排空流水線。第i次迭代（i0.98）開(kāi)始周期：1（i17）總的時(shí)鐘周期數(shù)：（9817）181684有正常定向路徑，預(yù)測(cè)分支失敗。第i次迭代（i0.98）開(kāi)始周期：

20、1（i10）總的時(shí)鐘周期數(shù)：（9810）11991有正常定向路徑。單周期延遲分支。loop: lw r1，0(r2)daddiu r2，r2，#4daddiu r1，r1，#1dsub r4，r3，r2bnez r4，loopsw r1，-4(r2)第i次迭代（i 0.98）開(kāi)始周期：1（i 6 ）總的時(shí)鐘周期數(shù)：（986）105983.18 在cray-1機(jī)器上，按照鏈接方式執(zhí)行下述4條向量指令（括號(hào)中給出了相應(yīng)功能部件的執(zhí)行時(shí)間），如果向量寄存器和功能部件之間的數(shù)據(jù)傳送需要1拍，試求此鏈接流水線的通過(guò)時(shí)間是多少拍？如果向量長(zhǎng)度為64，則需多少拍才能得到全部結(jié)果？ v0存儲(chǔ)器 （從存儲(chǔ)器中取

21、數(shù)：7拍） v2v0+v1 （向量加：3拍） v3v2a3 （按（a3）左移：4拍） v5v3v4 （向量邏輯乘：2拍）解：通過(guò)時(shí)間就是每條向量指令的第一個(gè)操作數(shù)執(zhí)行完畢需要的時(shí)間，也就是各功能流水線由空到滿的時(shí)間，具體過(guò)程如下圖所示。要得到全部結(jié)果，在流水線充滿之后，向量中后繼操作數(shù)繼續(xù)以流水方式執(zhí)行，直到整組向量執(zhí)行完畢。第4章 指令級(jí)并行4.1解釋下列術(shù)語(yǔ)指令級(jí)并行：簡(jiǎn)稱ilp。是指指令之間存在的一種并行性，利用它，計(jì)算機(jī)可以并行執(zhí)行兩條或兩條以上的指令。指令的動(dòng)態(tài)調(diào)度：是指在保持?jǐn)?shù)據(jù)流和異常行為的情況下，通過(guò)硬件對(duì)指令執(zhí)行順序進(jìn)行重新安排，以提高流水線的利用率且減少停頓現(xiàn)象。是由硬件在

22、程序?qū)嶋H運(yùn)行時(shí)實(shí)施的。指令的靜態(tài)調(diào)度：是指依靠編譯器對(duì)代碼進(jìn)行靜態(tài)調(diào)度，以減少相關(guān)和沖突。它不是在程序執(zhí)行的過(guò)程中、而是在編譯期間進(jìn)行代碼調(diào)度和優(yōu)化的。4.2 簡(jiǎn)述tomasulo算法的基本思想。答：核心思想是： 記錄和檢測(cè)指令相關(guān)，操作數(shù)一旦就緒就立即執(zhí)行，把發(fā)生raw沖突的可能性減小到最少； 通過(guò)寄存器換名來(lái)消除war沖突和waw沖突。寄存器換名是通過(guò)保留站來(lái)實(shí)現(xiàn)，它保存等待流出和正在流出指令所需要的操作數(shù)。基本思想：只要操作數(shù)有效，就將其取到保留站，避免指令流出時(shí)才到寄存器中取數(shù)據(jù)，這就使得即將執(zhí)行的指令從相應(yīng)的保留站中取得操作數(shù)，而不是從寄存器中。指令的執(zhí)行結(jié)果也是直接送到等待數(shù)據(jù)的其

23、它保留站中去。因而，對(duì)于連續(xù)的寄存器寫，只有最后一個(gè)才真正更新寄存器中的內(nèi)容。一條指令流出時(shí)，存放操作數(shù)的寄存器名被換成為對(duì)應(yīng)于該寄存器保留站的名稱（編號(hào)）。4.4 假設(shè)有一條長(zhǎng)流水線，僅僅對(duì)條件轉(zhuǎn)移指令使用分支目標(biāo)緩沖。假設(shè)分支預(yù)測(cè)錯(cuò)誤的開(kāi)銷為4個(gè)時(shí)鐘周期，緩沖不命中的開(kāi)銷為3個(gè)時(shí)鐘周期。假設(shè)：命中率為90%，預(yù)測(cè)精度為90%，分支頻率為15%，沒(méi)有分支的基本cpi為1。（1） 求程序執(zhí)行的cpi。（2） 相對(duì)于采用固定的2個(gè)時(shí)鐘周期延遲的分支處理，哪種方法程序執(zhí)行速度更快？解：（1）程序執(zhí)行的cpi = 沒(méi)有分支的基本cpi（1） + 分支帶來(lái)的額外開(kāi)銷分支帶來(lái)的額外開(kāi)銷是指在分支指令中，

24、緩沖命中但預(yù)測(cè)錯(cuò)誤帶來(lái)的開(kāi)銷與緩沖沒(méi)有命中帶來(lái)的開(kāi)銷之和。分支帶來(lái)的額外開(kāi)銷= 15% * (90%命中10%預(yù)測(cè)錯(cuò)誤4 + 10沒(méi)命中3)= 0.099所以，程序執(zhí)行的cpi 1 0.099 = 1.099（2）采用固定的2 個(gè)時(shí)鐘周期延遲的分支處理cpi = 1 + 15%2 = 1.3由（1）（2）可知分支目標(biāo)緩沖方法執(zhí)行速度快。4.5 假設(shè)分支目標(biāo)緩沖的命中率為90%，程序中無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令的比例為5%，沒(méi)有無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令的程序cpi值為1。假設(shè)分支目標(biāo)緩沖中包含分支目標(biāo)指令，允許無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令進(jìn)入分支目標(biāo)緩沖，則程序的cpi值為多少？解：設(shè)每條無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令的延遲為x，則有：15%x1

25、.1 x2當(dāng)分支目標(biāo)緩沖命中時(shí)，無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令的延遲為0。所以 程序的cpi 1 2 5% (1 90%) 1.014.9 設(shè)指令流水線由取指令、分析指令和執(zhí)行指令3個(gè)部件構(gòu)成，每個(gè)部件經(jīng)過(guò)的時(shí)間為t，連續(xù)流入12條指令。分別畫出標(biāo)量流水處理機(jī)以及ilp均為4的超標(biāo)量處理機(jī)、超長(zhǎng)指令字處理機(jī)、超流水處理機(jī)的時(shí)空?qǐng)D，并分別計(jì)算它們相對(duì)于標(biāo)量流水處理機(jī)的加速比。解：標(biāo)量流水處理機(jī)的時(shí)空?qǐng)D：執(zhí)行完12條指令需t114t。超標(biāo)量流水處理機(jī)與超長(zhǎng)指令字處理機(jī)的時(shí)空?qǐng)D：超標(biāo)量流水處理機(jī)中，每一個(gè)時(shí)鐘周期同時(shí)啟動(dòng)4條指令。執(zhí)行完12條指令需t25t，相對(duì)于標(biāo)量流水處理機(jī)的加速比為：超長(zhǎng)指令字處理機(jī)中，每4條

26、指令組成一條長(zhǎng)指令，共形成3條長(zhǎng)指令。執(zhí)行完12條指令需t35t，相對(duì)于標(biāo)量流水處理機(jī)的加速比為：超流水處理機(jī)的時(shí)空?qǐng)D：超流水處理機(jī)中，每1/4個(gè)時(shí)鐘周期啟動(dòng)一條指令。執(zhí)行完12條指令需t45.75t，相對(duì)于標(biāo)量流水處理機(jī)的加速比為：第5章 存儲(chǔ)層次5.1解釋下列術(shù)語(yǔ)失效開(kāi)銷：cpu向二級(jí)存儲(chǔ)器發(fā)出訪問(wèn)請(qǐng)求到把這個(gè)數(shù)據(jù)調(diào)入一級(jí)存儲(chǔ)器所需的時(shí)間。強(qiáng)制性失效：當(dāng)?shù)谝淮卧L問(wèn)一個(gè)塊時(shí)，該塊不在cache中，需要從下一級(jí)存儲(chǔ)器中調(diào)入cache，這就是強(qiáng)制性失效。容量失效：如果程序在執(zhí)行時(shí)，所需要的塊不能全部調(diào)入cache中，則當(dāng)某些塊被替換后又重新被訪問(wèn)，就會(huì)產(chǎn)生失效，這種失效就稱作容量失效。沖突失效：

27、在組相聯(lián)或直接映象cache中，若太多的塊映象到同一組（塊）中，則會(huì)出現(xiàn)該組中某個(gè)塊被別的塊替換（即使別的組或塊有空閑位置），然后又被重新訪問(wèn)的情況。5.2 簡(jiǎn)述“cache主存”層次與“主存輔存”層次的區(qū)別。答： 存儲(chǔ)層次比較項(xiàng)目“cache主存”層次“主存輔存”層次目的為了彌補(bǔ)主存速度的不足為了彌補(bǔ)主存容量的不足存儲(chǔ)管理的實(shí)現(xiàn)全部由專用硬件實(shí)現(xiàn)主要由軟件實(shí)現(xiàn)訪問(wèn)速度的比值（第一級(jí)比第二級(jí)）幾比一幾萬(wàn)比一典型的塊（頁(yè)）大小幾十個(gè)字節(jié)幾百到幾千個(gè)字節(jié)cpu對(duì)第二級(jí)的訪問(wèn)方式可直接訪問(wèn)均通過(guò)第一級(jí)不命中時(shí)cpu是否切換不切換切換到其它進(jìn)程5.3 地址映象方法有哪幾種？它們各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？答：(1

28、) 全相聯(lián)映象。實(shí)現(xiàn)查找的機(jī)制復(fù)雜，代價(jià)高，速度慢。cache空間的利用率較高，塊沖突概率較低，因而cache的失效率也低。（2）直接映象。實(shí)現(xiàn)查找的機(jī)制簡(jiǎn)單，速度快。cache空間的利用率較低，塊沖突概率較高，因而cache的失效率也高。（3）組相聯(lián)映象。組相聯(lián)是直接映象和全相聯(lián)的一種折衷。5.4 降低cache失效率有哪幾種方法？簡(jiǎn)述其基本思想。答：常用的降低cache失效率的方法有下面幾種：（1） 增加cache塊大小。增加塊大小利用了程序的空間局部性。（2） 增加cache的容量。（3） 提高相聯(lián)度，降低沖突失效。（4） 偽相聯(lián)cache，降低沖突失效。當(dāng)對(duì)偽相聯(lián)cache進(jìn)行訪問(wèn)時(shí)，

29、首先是按與直接映象相同的方式進(jìn)行訪問(wèn)。如果命中，則從相應(yīng)的塊中取出所訪問(wèn)的數(shù)據(jù)，送給cpu，訪問(wèn)結(jié)束。如果不命中，就將索引字段的最高位取反，然后按照新索引去尋找“偽相聯(lián)組”中的對(duì)應(yīng)塊。如果這一塊的標(biāo)識(shí)匹配，則稱發(fā)生了“偽命中”。否則，就訪問(wèn)下一級(jí)存儲(chǔ)器。（5） 硬件預(yù)取技術(shù)。在處理器提出訪問(wèn)請(qǐng)求前預(yù)取指令和數(shù)據(jù)。（6） 由編譯器控制的預(yù)取，硬件預(yù)取的替代方法，在編譯時(shí)加入預(yù)取的指令，在數(shù)據(jù)被用到之前發(fā)出預(yù)取請(qǐng)求。（7） 編譯器優(yōu)化，通過(guò)對(duì)軟件的優(yōu)化來(lái)降低失效率。（8） “犧牲”cache。在cache和其下一級(jí)存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)通路之間增設(shè)一個(gè)全相聯(lián)的小cache，存放因沖突而被替換出去的那些塊。每

30、當(dāng)發(fā)生不命中時(shí)，在訪問(wèn)下一級(jí)存儲(chǔ)器之前，先檢查“犧牲”cache中是否含有所需的塊。如果有，就將該塊與cache中某個(gè)塊做交換，把所需的塊從“犧牲”cache 調(diào)入cache。5.5 簡(jiǎn)述減小cache失效開(kāi)銷的幾種方法。答：讓讀失效優(yōu)先于寫、寫緩沖合并、請(qǐng)求字處理技術(shù)、非阻塞cache或非鎖定cache技術(shù)、采用二級(jí)cache。5.6 通過(guò)編譯器對(duì)程序優(yōu)化來(lái)改進(jìn)cache性能的方法有哪幾種？簡(jiǎn)述其基本思想。答：（1）數(shù)組合并。通過(guò)提高空間局部性來(lái)減少失效次數(shù)。有些程序同時(shí)用相同的索引來(lái)訪問(wèn)若干個(gè)數(shù)組的同一維，這些訪問(wèn)可能會(huì)相互干擾，導(dǎo)致沖突失效，可以將這些相互獨(dú)立的數(shù)組合并成一個(gè)復(fù)合數(shù)組，使

31、得一個(gè)cache塊中能包含全部所需元素。（2）內(nèi)外循環(huán)交換。循環(huán)嵌套時(shí)，程序沒(méi)有按數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器中的順序訪問(wèn)。只要簡(jiǎn)單地交換內(nèi)外循環(huán)，就能使程序按數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器中的存儲(chǔ)順序進(jìn)行訪問(wèn)。（3）循環(huán)融合。有些程序含有幾部分獨(dú)立的程序段，它們用相同的循環(huán)訪問(wèn)同樣的數(shù)組，對(duì)相同的數(shù)據(jù)作不同的運(yùn)算。通過(guò)將它們?nèi)诤铣梢粋€(gè)單一循環(huán)，能使讀入cache的數(shù)據(jù)被替換出去之前得到反復(fù)的使用。（4）分塊。通過(guò)改進(jìn)時(shí)間局部性來(lái)減少失效。分塊不是對(duì)數(shù)組的整行或整列進(jìn)行訪問(wèn)，而是對(duì)子矩陣或塊進(jìn)行操作。5.9 寫出三級(jí)cache的平均訪問(wèn)時(shí)間的公式。解：平均訪存時(shí)間 命中時(shí)間失效率失效開(kāi)銷只有第i層失效時(shí)才會(huì)訪問(wèn)第i1。設(shè)三級(jí)c

32、ache的命中率分別為hl1、 hl2、 hl3，失效率分別為ml1、ml2、ml3，第三級(jí)cache的失效開(kāi)銷為pl3。 平均訪問(wèn)時(shí)間ta hl1ml1hl2ml2(hl3ml3pl3)5.10 假設(shè)對(duì)指令cache的訪問(wèn)占全部訪問(wèn)的75%；而對(duì)數(shù)據(jù)cache的訪問(wèn)占全部訪問(wèn)的25%。cache的命中時(shí)間為1個(gè)時(shí)鐘周期，失效開(kāi)銷為50 個(gè)時(shí)鐘周期，在混合cache中一次load或store操作訪問(wèn)cache的命中時(shí)間都要增加一個(gè)時(shí)鐘周期，32kb的指令cache的失效率為0.39%，32kb的數(shù)據(jù)cache的失效率為4.82%，64kb的混合cache的失效率為1.35%。又假設(shè)采用寫直達(dá)策

33、略，且有一個(gè)寫緩沖器，并且忽略寫緩沖器引起的等待。試問(wèn)指令cache和數(shù)據(jù)cache容量均為32kb的分離cache和容量為64kb的混合cache相比，哪種cache的失效率更低？?jī)煞N情況下平均訪存時(shí)間各是多少？解：（1）根據(jù)題意，約75%的訪存為取指令。因此，分離cache的總體失效率為：（75%0.15%）（25%3.77%）1.055%； 容量為128kb的混合cache的失效率略低一些，只有0.95%。 （2）平均訪存時(shí)間公式可以分為指令訪問(wèn)和數(shù)據(jù)訪問(wèn)兩部分： 平均訪存時(shí)間指令所占的百分比（讀命中時(shí)間讀失效率失效開(kāi)銷） 數(shù)據(jù)所占的百分比（數(shù)據(jù)命中時(shí)間數(shù)據(jù)失效率失效開(kāi)銷） 所以，兩種結(jié)

34、構(gòu)的平均訪存時(shí)間分別為： 分離cache的平均訪存時(shí)間75%（10.15%50）25%（13.77%50）（75%1.075）（25%2.885）1.5275 混合cache的平均訪存時(shí)間75%（10.95%50）25%（110.95%50）（75%1.475）（25%2.475）1.725因此，盡管分離cache的實(shí)際失效率比混合cache的高，但其平均訪存時(shí)間反而較低。分離cache提供了兩個(gè)端口，消除了結(jié)構(gòu)相關(guān)。5.11 給定以下的假設(shè)，試計(jì)算直接映象cache和兩路組相聯(lián)cache的平均訪問(wèn)時(shí)間以及cpu的性能。由計(jì)算結(jié)果能得出什么結(jié)論？（1） 理想cache情況下的cpi為2.0，時(shí)

35、鐘周期為2ns，平均每條指令訪存1.2次；（2） 兩者cache容量均為64kb，塊大小都是32字節(jié)；（3） 組相聯(lián)cache中的多路選擇器使cpu的時(shí)鐘周期增加了10；（4） 這兩種cache的失效開(kāi)銷都是80ns；（5） 命中時(shí)間為1個(gè)時(shí)鐘周期；（6） 64kb直接映象cache的失效率為1.4，64kb兩路組相聯(lián)cache的失效率為1.0。解： 平均訪問(wèn)時(shí)間命中時(shí)間失效率失效開(kāi)銷平均訪問(wèn)時(shí)間1-路=2.0+1.4% *80=3.12ns平均訪問(wèn)時(shí)間2-路=2.0*(1+10%)+1.0% *80=3.0ns兩路組相聯(lián)的平均訪問(wèn)時(shí)間比較低cputime=（cpu執(zhí)行+存儲(chǔ)等待周期）*時(shí)鐘周

36、期cpu time=ic（cpi執(zhí)行+總失效次數(shù)/指令總數(shù)*失效開(kāi)銷） *時(shí)鐘周期=ic（cpi執(zhí)行*時(shí)鐘周期）+（每條指令的訪存次數(shù)*失效率*失效開(kāi)銷*時(shí)鐘周期）cpu time 1-way=ic(2.0*2+1.2*0.014*80)5.344iccpu time 2-way=ic(2.2*2+1.2*0.01*80)5.36ic相對(duì)性能比：5.36/5.344=1.003直接映象cache的訪問(wèn)速度比兩路組相聯(lián)cache要快1.04倍，而兩路組相聯(lián)cache的平均性能比直接映象cache要高1.003倍。因此這里選擇兩路組相聯(lián)。5.13 在偽相聯(lián)中，假設(shè)在直接映象位置沒(méi)有發(fā)現(xiàn)匹配，而在另

37、一個(gè)位置才找到數(shù)據(jù)（偽命中）時(shí)，不對(duì)這兩個(gè)位置的數(shù)據(jù)進(jìn)行交換。這時(shí)只需要1個(gè)額外的周期。假設(shè)失效開(kāi)銷為50個(gè)時(shí)鐘周期，2kb直接映象cache的失效率為9.8%，2路組相聯(lián)的失效率為7.6%；128kb直接映象cache的失效率為1.0%，2路組相聯(lián)的失效率為0.7%。（1） 推導(dǎo)出平均訪存時(shí)間的公式。（2） 利用（1）中得到的公式，對(duì)于2kbcache和128kbcache，計(jì)算偽相聯(lián)的平均訪存時(shí)間。解：不管作了何種改進(jìn)，失效開(kāi)銷相同。不管是否交換內(nèi)容，在同一“偽相聯(lián)”組中的兩塊都是用同一個(gè)索引得到的，因此失效率相同，即：失效率偽相聯(lián)失效率2路。偽相聯(lián)cache的命中時(shí)間等于直接映象cach

38、e的命中時(shí)間加上偽相聯(lián)查找過(guò)程中的命中時(shí)間*該命中所需的額外開(kāi)銷。命中時(shí)間偽相聯(lián)命中時(shí)間1路偽命中率偽相聯(lián)1交換或不交換內(nèi)容，偽相聯(lián)的命中率都是由于在第一次失效時(shí)，將地址取反，再在第二次查找?guī)?lái)的。因此 偽命中率偽相聯(lián)命中率2路命中率1路（1失效率2路）（1失效率1路）失效率1路失效率2路。交換內(nèi)容需要增加偽相聯(lián)的額外開(kāi)銷。平均訪存時(shí)間偽相聯(lián)命中時(shí)間1路（失效率1路失效率2路）1失效率2路失效開(kāi)銷1路將題設(shè)中的數(shù)據(jù)帶入計(jì)算，得到：平均訪存時(shí)間2kb=1+(0.098-0.076)*1+(0.076 *50 ) =4.822平均訪存時(shí)間128kb=1+(0.010-0.007)*1+(0.007

39、 *50 ) =1.353顯然是128kb的偽相聯(lián)cache要快一些。第6章輸入輸出系統(tǒng)6.1 解釋以下術(shù)語(yǔ)raid：廉價(jià)磁盤冗余陣列或獨(dú)立磁盤冗余陣列。通道：專門負(fù)責(zé)整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)輸入/輸出工作的專用處理機(jī)，能執(zhí)行有限的一組輸入輸出指令。通道流量：指一個(gè)通道在數(shù)據(jù)傳送期間，單位時(shí)間內(nèi)能夠傳送的數(shù)據(jù)量。6.2 假設(shè)一臺(tái)計(jì)算機(jī)的i/o處理時(shí)間占10%，當(dāng)其cpu性能改進(jìn)為原來(lái)的100倍，而i/o性能僅改進(jìn)為原來(lái)的2倍時(shí)，系統(tǒng)總體性能會(huì)有什么樣的變化？解：6.3 raid有哪些分級(jí)？各有何特點(diǎn)？答：(1)raid0。亦稱數(shù)據(jù)分塊，即把數(shù)據(jù)分布在多個(gè)盤上，實(shí)際上是非冗余陣列，無(wú)冗余信息。(2)rai

40、d1。亦稱鏡像盤，使用雙備份磁盤。每當(dāng)數(shù)據(jù)寫入一個(gè)磁盤時(shí)，將該數(shù)據(jù)也寫到另一個(gè)冗余盤，這樣形成信息的兩份復(fù)制品。如果一個(gè)磁盤失效，系統(tǒng)可以到鏡像盤中獲得所需要的信息。鏡像是最昂貴的解決方法。特點(diǎn)是系統(tǒng)可靠性很高，但效率很低。(3)raid2。位交叉式海明編碼陣列。即數(shù)據(jù)以位或字節(jié)交叉的方式存于各盤，采用海明編碼。原理上比較優(yōu)越，但冗余信息的開(kāi)銷太大，因此未被廣泛應(yīng)用。(4)raid3。位交叉奇偶校驗(yàn)盤陣列，是單盤容錯(cuò)并行傳輸?shù)年嚵?。即?shù)據(jù)以位或字節(jié)交叉的方式存于各盤，冗余的奇偶校驗(yàn)信息存儲(chǔ)在一臺(tái)專用盤上。(5)raid4。專用奇偶校驗(yàn)獨(dú)立存取盤陣列。即數(shù)據(jù)以塊(塊大小可變)交叉的方式存于各盤，

41、冗余的奇偶校驗(yàn)信息存在一臺(tái)專用盤上。(6)raid5。塊交叉分布式奇偶校驗(yàn)盤陣列，是旋轉(zhuǎn)奇偶校驗(yàn)獨(dú)立存取的陣列。即數(shù)據(jù)以塊交叉的方式存于各盤，但無(wú)專用的校驗(yàn)盤，而是把冗余的奇偶校驗(yàn)信息均勻地分布在所有磁盤上。(7)raid6。雙維奇偶校驗(yàn)獨(dú)立存取盤陣列。即數(shù)據(jù)以塊(塊大小可變)交叉的方式存于各盤，冗余的檢、糾錯(cuò)信息均勻地分布在所有磁盤上。并且，每次寫入數(shù)據(jù)都要訪問(wèn)一個(gè)數(shù)據(jù)盤和兩個(gè)校驗(yàn)盤，可容忍雙盤出錯(cuò)。6.7 試比較三種通道的優(yōu)缺點(diǎn)及適用場(chǎng)合。答：（1）字節(jié)多路通道。一種簡(jiǎn)單的共享通道，主要為多臺(tái)低速或中速的外圍設(shè)備服務(wù)。（2）數(shù)組多路通道。適于為高速設(shè)備服務(wù)。（3）選擇通道。為多臺(tái)高速外圍設(shè)

42、備（如磁盤存儲(chǔ)器等）服務(wù)的。6.8 一個(gè)字節(jié)多路通道連接有6臺(tái)設(shè)備，它們的數(shù)據(jù)傳輸率如下表所示。設(shè)備名稱d1d2d3d4d5d6數(shù)據(jù)傳輸速率（b/ms）505040252510（1） 計(jì)算該通道的實(shí)際工作流量。（2） 若通道的最大流量等于實(shí)際工作流量，求通道的工作周期ts+td。解：（1）通道實(shí)際流量為（2）由于通道的最大流量等于實(shí)際工作流量，即有可得，通道的工作周期ts+td = 5s。第7章 互連網(wǎng)絡(luò)7.1 解釋以下術(shù)語(yǔ)互連網(wǎng)絡(luò)：一種由開(kāi)關(guān)元件按照一定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制方式構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，用來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中結(jié)點(diǎn)之間的相互連接。在拓?fù)渖希ミB網(wǎng)絡(luò)是輸入結(jié)點(diǎn)到輸出結(jié)點(diǎn)之間的一組互連或映象。7.3

43、設(shè)e為交換函數(shù)，s為均勻洗牌函數(shù)，b為蝶式函數(shù)，pm2i為移數(shù)函數(shù)，函數(shù)的自變量是十進(jìn)制數(shù)表示的處理機(jī)編號(hào)?，F(xiàn)有32臺(tái)處理機(jī)，其編號(hào)為0，1，2，31。（1）分別計(jì)算下列互連函數(shù)e2（12） s（8） b（9） pm2i+3（28） e0（s（4） s（e0（18）（2）用e0和s構(gòu)成均勻洗牌交換網(wǎng)（每步只能使用e0和s一次），網(wǎng)絡(luò)直徑是多少？從5號(hào)處理機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)到7號(hào)處理機(jī)，最短路徑要經(jīng)過(guò)幾步？請(qǐng)列出經(jīng)過(guò)的處理機(jī)編號(hào)。（3）采用移數(shù)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成互連網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)直徑是多少？結(jié)點(diǎn)度是多少？與2號(hào)處理機(jī)距離最遠(yuǎn)的是幾號(hào)處理機(jī)？解：（1）共有32個(gè)處理機(jī)，表示處理機(jī)號(hào)的二進(jìn)制地址應(yīng)為5位。e2（12）e2（01100）01000（8）s（8）s（01000）10000（16）b（9）b（01001）11000（24）pm2i+3（28）2823 mod32 4e0（s（4）e0（s（00100）01001（9）s（e0（18）s（e0（10010）s（10011）00111（7）（2）2n個(gè)結(jié)點(diǎn)的均勻洗牌交換網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)直徑為