計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(習(xí)題補(bǔ)充例題與練習(xí))

1、1v存在的問(wèn)題存在的問(wèn)題大多數(shù)同學(xué)較認(rèn)真，少數(shù)不太認(rèn)真、有抄襲現(xiàn)象大多數(shù)同學(xué)較認(rèn)真，少數(shù)不太認(rèn)真、有抄襲現(xiàn)象關(guān)于參考答案，要知其然，更要知其所以然關(guān)于參考答案，要知其然，更要知其所以然v第第5、7兩題兩題理解透明性的含義理解透明性的含義掌握計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、組成、實(shí)現(xiàn)研究的范圍，掌握計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、組成、實(shí)現(xiàn)研究的范圍，P4、5凡編寫(xiě)機(jī)器語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言程序要用到的（數(shù)據(jù)表示、指令凡編寫(xiě)機(jī)器語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言程序要用到的（數(shù)據(jù)表示、指令系統(tǒng)、寄存器系統(tǒng)、寄存器）對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)都是不透明的）對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)都是不透明的凡是只影響系統(tǒng)速度和價(jià)格的邏輯實(shí)現(xiàn)（計(jì)算機(jī)組成）和物凡是只影響系統(tǒng)速度和價(jià)格的邏輯實(shí)

2、現(xiàn)（計(jì)算機(jī)組成）和物理實(shí)現(xiàn)（計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)）對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)都是透明的理實(shí)現(xiàn)（計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)）對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)都是透明的2v第第5題：哪些對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是透明的題：哪些對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是透明的 存儲(chǔ)器的模存儲(chǔ)器的模m交叉存?。耗康募涌齑鎯?chǔ)器速度，交叉存?。耗康募涌齑鎯?chǔ)器速度，透明透明 浮點(diǎn)數(shù)據(jù)表示：硬件可直接識(shí)別的數(shù)據(jù)類型，不透明浮點(diǎn)數(shù)據(jù)表示：硬件可直接識(shí)別的數(shù)據(jù)類型，不透明 I/O是通道方式還是處理機(jī)方式：是通道方式還是處理機(jī)方式：I/O方式選擇屬于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，不透明方式選擇屬于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，不透明 陣列運(yùn)算部件（多個(gè)相同運(yùn)算部件陣列排列）：加快運(yùn)算速度，陣列運(yùn)算部件（多個(gè)相同運(yùn)算部件陣列排列）：加快運(yùn)算速度，透明

3、透明 數(shù)據(jù)總線寬度：只影響數(shù)據(jù)傳輸速度，不影響功能，數(shù)據(jù)總線寬度：只影響數(shù)據(jù)傳輸速度，不影響功能，透明透明 通道類型（結(jié)合、獨(dú)立，通道類型（結(jié)合、獨(dú)立，P6）：功能相同、速度不同，）：功能相同、速度不同，透明透明 訪問(wèn)方式保護(hù)：屬于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，不透明訪問(wèn)方式保護(hù)：屬于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，不透明 程序性中斷：屬于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，不透明程序性中斷：屬于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，不透明 控制方式（串行、流水等）：僅影響速度，控制方式（串行、流水等）：僅影響速度，透明透明 堆棧指令：指令系統(tǒng)屬于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，不透明堆棧指令：指令系統(tǒng)屬于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，不透明 存儲(chǔ)器最小編址單位：屬于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，不透明存儲(chǔ)器最小編址單位：屬于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，不透明 Ca

4、che存儲(chǔ)器：為了提高存儲(chǔ)系統(tǒng)速度，組原課中細(xì)講的，存儲(chǔ)器：為了提高存儲(chǔ)系統(tǒng)速度，組原課中細(xì)講的，透明透明3v第第7題：從機(jī)器（匯編）語(yǔ)言看哪些是透明的題：從機(jī)器（匯編）語(yǔ)言看哪些是透明的指令地址寄存器：指的是程序計(jì)數(shù)器指令地址寄存器：指的是程序計(jì)數(shù)器PC，80X86中為中為IP，相對(duì)轉(zhuǎn)移指，相對(duì)轉(zhuǎn)移指令中用到，不透明令中用到，不透明指令緩沖器：緩沖和排隊(duì)技術(shù)屬于計(jì)算機(jī)組成指令緩沖器：緩沖和排隊(duì)技術(shù)屬于計(jì)算機(jī)組成P5，透明透明時(shí)標(biāo)發(fā)生器：產(chǎn)生系統(tǒng)時(shí)鐘，匯編語(yǔ)言不能控制的具體硬件，時(shí)標(biāo)發(fā)生器：產(chǎn)生系統(tǒng)時(shí)鐘，匯編語(yǔ)言不能控制的具體硬件，透明透明條件碼寄存器：存放轉(zhuǎn)移條件，也叫程序狀態(tài)字條件碼寄存器

5、：存放轉(zhuǎn)移條件，也叫程序狀態(tài)字PSW，是條件轉(zhuǎn)移指，是條件轉(zhuǎn)移指令的測(cè)試條件，不透明令的測(cè)試條件，不透明乘法器、移位器：匯編語(yǔ)言不能控制的具體硬件，乘法器、移位器：匯編語(yǔ)言不能控制的具體硬件，透明透明主存地址寄存器：也稱存儲(chǔ)器地址寄存器主存地址寄存器：也稱存儲(chǔ)器地址寄存器MAR，透明透明磁盤(pán)外設(shè)：磁盤(pán)外設(shè)：I/O指令可直接對(duì)其操作（通過(guò)端口號(hào)），不透明指令可直接對(duì)其操作（通過(guò)端口號(hào)），不透明先行進(jìn)位鏈：提高加法器運(yùn)算速度的，組原和數(shù)字邏輯中學(xué)到，匯編先行進(jìn)位鏈：提高加法器運(yùn)算速度的，組原和數(shù)字邏輯中學(xué)到，匯編語(yǔ)言不能控制的具體硬件，語(yǔ)言不能控制的具體硬件，透明透明通用寄存器、中斷字寄存器（中斷

6、響應(yīng)、優(yōu)先級(jí)、屏蔽等）：程序中通用寄存器、中斷字寄存器（中斷響應(yīng)、優(yōu)先級(jí)、屏蔽等）：程序中要用到，不透明要用到，不透明4v第第8題題掌握三個(gè)公式掌握三個(gè)公式11()iniiniiiNNCPIICPICPIIII661010NcEIfMIPSTCPIv第第12題題優(yōu)化之后各類指令所占比例，優(yōu)化之后各類指令所占比例，ALU指令的減少也導(dǎo)致總指令數(shù)減少指令的減少也導(dǎo)致總指令數(shù)減少優(yōu)化后算術(shù)運(yùn)算指令所占比例優(yōu)化后算術(shù)運(yùn)算指令所占比例從從MIPS之比得出的結(jié)論：之比得出的結(jié)論：減少減少ALU指令的比例會(huì)使速度變慢指令的比例會(huì)使速度變慢減少使用頻率高的指令會(huì)使速度變慢減少使用頻率高的指令會(huì)使速度變慢減少速

7、度快的指令的比例會(huì)使速度變慢減少速度快的指令的比例會(huì)使速度變慢610MIPSITNE43% 0.50.21527.39%1 43% 0.50.7855v第第13題題向量方式計(jì)算速度是標(biāo)量方式的向量方式計(jì)算速度是標(biāo)量方式的9倍倍測(cè)試程序測(cè)試程序P總時(shí)間總時(shí)間T，25%T為向量方式，為向量方式，75%T為標(biāo)量方式為標(biāo)量方式求測(cè)試程序求測(cè)試程序P中向量代碼占的比例中向量代碼占的比例v解：解：T向量向量：T標(biāo)量標(biāo)量=1：3T向量向量=x/9v， T標(biāo)量標(biāo)量=(1-x) /v 1:1:391xx方法二：方法二：190.250.75xxTT 6niiilpL1iniippH12logvOPOP編碼優(yōu)化的目

8、標(biāo)編碼優(yōu)化的目標(biāo)l平均長(zhǎng)度短（冗余?。┢骄L(zhǎng)度短（冗余小）l編碼規(guī)整（長(zhǎng)度種類少）編碼規(guī)整（長(zhǎng)度種類少）v最短平均長(zhǎng)度最短平均長(zhǎng)度（信息源熵信息源熵）：）：l v信息冗余量信息冗余量l（實(shí)際長(zhǎng)度（實(shí)際長(zhǎng)度-H-H）/ /實(shí)際長(zhǎng)度實(shí)際長(zhǎng)度vHuffmanHuffman編碼編碼l平均長(zhǎng)度最短的方案平均長(zhǎng)度最短的方案l編碼不唯一，但長(zhǎng)度確定編碼不唯一，但長(zhǎng)度確定l每次選擇兩個(gè)最小值節(jié)點(diǎn)每次選擇兩個(gè)最小值節(jié)點(diǎn)l l非葉子結(jié)點(diǎn)值相加非葉子結(jié)點(diǎn)值相加7v擴(kuò)展編碼擴(kuò)展編碼l等長(zhǎng)、不等長(zhǎng)等長(zhǎng)、不等長(zhǎng)lX-Y-ZX-Y-Z、X/Y/ZX/Y/Zl短編碼不能是長(zhǎng)編碼的短編碼不能是長(zhǎng)編碼的前綴前綴l一定要用短編碼表

9、示頻率高的指令一定要用短編碼表示頻率高的指令v變址位移量變址位移量l補(bǔ)碼表示（補(bǔ)碼表示（-2-2n-1n-12 2n-1n-1-1-1）v指令類型指令類型lR-RR-R：速度快，給頻率高的指令使用：速度快，給頻率高的指令使用lM-MM-M8v第第3題（題（10條指令）條指令）第第2問(wèn)：要求問(wèn)：要求OP平均長(zhǎng)度最短，則一定是平均長(zhǎng)度最短，則一定是Huffman編碼（畫(huà)編碼（畫(huà)Huffman樹(shù)時(shí)樹(shù)時(shí)要注意，確保每次選兩個(gè)概率最小的），要注意，確保每次選兩個(gè)概率最小的），2.7第第3問(wèn)：?jiǎn)枺?OP平均長(zhǎng)度最短的擴(kuò)展編碼（不一定是等長(zhǎng)擴(kuò)展），究竟哪種最平均長(zhǎng)度最短的擴(kuò)展編碼（不一定是等長(zhǎng)擴(kuò)展），究竟哪

10、種最短，要一個(gè)一個(gè)去試，本題可以試一下短，要一個(gè)一個(gè)去試，本題可以試一下2-5、2-4、3-4，結(jié)果，結(jié)果2-5最短，最短，2.9第第4問(wèn)：?jiǎn)枺?OP平均長(zhǎng)度最短的平均長(zhǎng)度最短的等長(zhǎng)等長(zhǎng)擴(kuò)展編碼，只需考慮擴(kuò)展編碼，只需考慮2-4（1-2不可能、不可能、3-6太長(zhǎng)），太長(zhǎng)），2.92v第第5題（三地址題（三地址12條，單地址條，單地址254條，總長(zhǎng)條，總長(zhǎng)16位，每個(gè)地址位，每個(gè)地址4位）位）4-8-12等長(zhǎng)擴(kuò)展，等長(zhǎng)擴(kuò)展，12/X/254若不考慮單地址指令，則二地址最多若不考慮單地址指令，則二地址最多416=64條條考慮單地址指令，每預(yù)留一個(gè)二地址指令碼點(diǎn)，則可以擴(kuò)展考慮單地址指令，每預(yù)留一個(gè)

11、二地址指令碼點(diǎn)，則可以擴(kuò)展16條單地址指條單地址指令，要使單地址指令達(dá)到令，要使單地址指令達(dá)到254條，則應(yīng)預(yù)留條，則應(yīng)預(yù)留254/16=15.9個(gè)二地址指令碼點(diǎn)個(gè)二地址指令碼點(diǎn)因此，二地址最多可以設(shè)計(jì)因此，二地址最多可以設(shè)計(jì)64-16=48條條9v第第6題（題（9條指令，條指令，8位（位（R-R）、）、16位（位（R-M）兩種）兩種指令字長(zhǎng)）指令字長(zhǎng)）第第1問(wèn)：?jiǎn)枺篛P平均長(zhǎng)度最短的擴(kuò)展編碼，與第平均長(zhǎng)度最短的擴(kuò)展編碼，與第3題類似，題類似，2-4、2-5比較后可知，比較后可知，2-5平均長(zhǎng)度最短，平均長(zhǎng)度最短，2.9第第2問(wèn)：為提高問(wèn)：為提高速度速度，應(yīng)將使用頻率高的指令安排成，應(yīng)將使用頻

12、率高的指令安排成R-R型，型，為減少存儲(chǔ)為減少存儲(chǔ)容量容量，應(yīng)將使用頻率高的指令安排成短，應(yīng)將使用頻率高的指令安排成短O(píng)P（2位），因此位），因此R編碼占編碼占3位，可以表示位，可以表示8個(gè)通用寄存器個(gè)通用寄存器第第3、4問(wèn)：通用寄存器做變址寄存器，則變址位移量只能是問(wèn)：通用寄存器做變址寄存器，則變址位移量只能是5位（位（16位位-5位位OP-3位位R-3位位X），偏移范圍），偏移范圍-1615（補(bǔ)碼）（補(bǔ)碼）10v1、若某機(jī)要求有：、若某機(jī)要求有：3地址指令地址指令4條，單地址指令條，單地址指令255條，條，0地址地址指令指令16條。設(shè)指令字長(zhǎng)為條。設(shè)指令字長(zhǎng)為12位，每個(gè)地址碼為位，每個(gè)地

13、址碼為3位。問(wèn)能否用擴(kuò)位。問(wèn)能否用擴(kuò)展操作碼為其編碼？單地址指令為展操作碼為其編碼？單地址指令為254條呢？請(qǐng)說(shuō)明理由。條呢？請(qǐng)說(shuō)明理由。3-9-12不等長(zhǎng)擴(kuò)展，不等長(zhǎng)擴(kuò)展， 4/255/16； 4/254/16若不考慮若不考慮0地址指令，則單地址最多地址指令，則單地址最多426=256條條考慮考慮0地址指令，每預(yù)留一個(gè)單地址指令碼點(diǎn)，則可以擴(kuò)展地址指令，每預(yù)留一個(gè)單地址指令碼點(diǎn)，則可以擴(kuò)展8條條0地址指令，要使地址指令，要使0地址指令達(dá)到地址指令達(dá)到16條，則應(yīng)預(yù)留條，則應(yīng)預(yù)留16/8=2個(gè)個(gè)單地址指令碼點(diǎn)單地址指令碼點(diǎn)因此，單地址最多可以設(shè)計(jì)因此，單地址最多可以設(shè)計(jì)256-2=254條條4

14、/255/164/254/1611v2、某機(jī)指令字長(zhǎng)為、某機(jī)指令字長(zhǎng)為16位。設(shè)有單地址指令和雙地址指令兩類。位。設(shè)有單地址指令和雙地址指令兩類。若每個(gè)地址字段均為若每個(gè)地址字段均為6位，且雙地址指令有位，且雙地址指令有x條。問(wèn)單地址指令條。問(wèn)單地址指令可以有多少條？可以有多少條？4-10擴(kuò)展擴(kuò)展雙地址指令剩余雙地址指令剩余16-x個(gè)碼點(diǎn)作擴(kuò)展標(biāo)志個(gè)碼點(diǎn)作擴(kuò)展標(biāo)志共可擴(kuò)出單地址指令（共可擴(kuò)出單地址指令（16-x）26條條12v某處理機(jī)的指令字長(zhǎng)為某處理機(jī)的指令字長(zhǎng)為16位，有位，有2地址指令、地址指令、1地址地址指令和指令和0地址指令地址指令3類，每個(gè)地址字段的長(zhǎng)度均為類，每個(gè)地址字段的長(zhǎng)度均

15、為6位。位。如果如果2地址指令有地址指令有15條，條，0地址指令和地址指令和1地址指令的條數(shù)基本地址指令的條數(shù)基本相等，那么相等，那么0地址指令和地址指令和1地址指令各有多少條？為地址指令各有多少條？為3類指令分類指令分配操作碼。配操作碼。如果要求如果要求3類指令條數(shù)的比例為類指令條數(shù)的比例為1：9：9。那么。那么3類指令的條類指令的條數(shù)各有多少條？為數(shù)各有多少條？為3類指令分配操作碼。類指令分配操作碼。v解解4-10-1615/63/64、14/126/12813v用于文字處理的某專用機(jī)，每個(gè)文字字符用用于文字處理的某專用機(jī)，每個(gè)文字字符用4位十進(jìn)制數(shù)（位十進(jìn)制數(shù)（0-9）編碼表示，空格用編

16、碼表示，空格用-表示，在對(duì)傳送的文字符和空格進(jìn)行統(tǒng)計(jì)表示，在對(duì)傳送的文字符和空格進(jìn)行統(tǒng)計(jì)后，得出其出現(xiàn)的概率為：后，得出其出現(xiàn)的概率為：若上述數(shù)字和空格均用二進(jìn)制編碼，試設(shè)計(jì)二進(jìn)制信息位平均長(zhǎng)度最短若上述數(shù)字和空格均用二進(jìn)制編碼，試設(shè)計(jì)二進(jìn)制信息位平均長(zhǎng)度最短的編碼。的編碼。若傳送若傳送106個(gè)文字符號(hào)（每個(gè)文字符號(hào)后均跟一個(gè)空格），按最短編碼，個(gè)文字符號(hào)（每個(gè)文字符號(hào)后均跟一個(gè)空格），按最短編碼，共需傳送多少個(gè)二進(jìn)制位？共需傳送多少個(gè)二進(jìn)制位？若十進(jìn)制數(shù)字和空格均用若十進(jìn)制數(shù)字和空格均用4位二進(jìn)制碼表示，共需傳送多少個(gè)二進(jìn)制位？位二進(jìn)制碼表示，共需傳送多少個(gè)二進(jìn)制位？-01234567890

17、.20.170.060.080.110.080.050.080.130.030.01（文字）（文字）- （文字）（文字）- （文字）（文字）14v計(jì)算機(jī)中優(yōu)化使用的操作碼編碼方法是（計(jì)算機(jī)中優(yōu)化使用的操作碼編碼方法是（ ）A、Huffman編碼編碼 B、ASCII碼碼C、BCD碼碼 D、擴(kuò)展編碼、擴(kuò)展編碼v支持動(dòng)態(tài)再定位的尋址方式是（支持動(dòng)態(tài)再定位的尋址方式是（ ）A、基址尋址、基址尋址 B、間接尋址、間接尋址C、變址尋址、變址尋址 D、間接尋址、間接尋址v變址尋址的主要作用是（變址尋址的主要作用是（ ）A、支持程序的動(dòng)態(tài)定位、支持程序的動(dòng)態(tài)定位 B、支持訪存地址的越界檢查、支持訪存地址的越界

18、檢查C、支持向量、數(shù)組的運(yùn)算尋址、支持向量、數(shù)組的運(yùn)算尋址 D、支持、支持OS的進(jìn)程調(diào)度的進(jìn)程調(diào)度v對(duì)系統(tǒng)程序員不透明的是（對(duì)系統(tǒng)程序員不透明的是（ ）A、Cache B、系列機(jī)各檔不同的數(shù)據(jù)通路寬度、系列機(jī)各檔不同的數(shù)據(jù)通路寬度C、指令緩沖寄存器、指令緩沖寄存器 D、虛擬存儲(chǔ)器、虛擬存儲(chǔ)器15v對(duì)應(yīng)用程序員不透明的是（對(duì)應(yīng)用程序員不透明的是（ ）A、先行進(jìn)位鏈、先行進(jìn)位鏈 B、乘法器、乘法器C、指令緩沖寄存器、指令緩沖寄存器 D、條件碼寄存器、條件碼寄存器v計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不包括（計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不包括（ ）A、主存速度、主存速度 B、機(jī)器工作狀態(tài)、機(jī)器工作狀態(tài)C、信息保護(hù)、信息保護(hù) D、數(shù)據(jù)表

19、示、數(shù)據(jù)表示v判斷題判斷題系統(tǒng)是否設(shè)置浮點(diǎn)指令對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是透明的。系統(tǒng)是否設(shè)置浮點(diǎn)指令對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是透明的。存儲(chǔ)器采用單體單字，還是多體交叉存取，對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)是透明的。存儲(chǔ)器采用單體單字，還是多體交叉存取，對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)是透明的。系列機(jī)增加新型號(hào)時(shí)，為增加尋址靈活性和縮短平均指令字長(zhǎng)，可以由系列機(jī)增加新型號(hào)時(shí)，為增加尋址靈活性和縮短平均指令字長(zhǎng)，可以由原等長(zhǎng)操作碼改為有多種碼長(zhǎng)的擴(kuò)展操作碼。原等長(zhǎng)操作碼改為有多種碼長(zhǎng)的擴(kuò)展操作碼。對(duì)概率不等的事件用對(duì)概率不等的事件用Huffman編碼，其具體編碼不唯一，但平均長(zhǎng)度肯編碼，其具體編碼不唯一，但平均長(zhǎng)度肯定是唯一的，且是最短的。定是

20、唯一的，且是最短的。16v4、直接利用公式：、直接利用公式：P41Ta= fi(HiTc+(1- Hi)Tm)+(1- fi)( HdTc+(1- Hd) Tm)=22.16nsfi=20%、Tc=20ns、Tm=80ns、Hi=98%、Hd=96%v10、頁(yè)面失效的虛頁(yè)號(hào)：裝入位為頁(yè)面失效的虛頁(yè)號(hào)：裝入位為0的虛頁(yè)，的虛頁(yè)，1、2、5、6由虛地址計(jì)算實(shí)地址：由虛地址計(jì)算實(shí)地址：虛地址虛地址頁(yè)面大小虛頁(yè)號(hào)頁(yè)面大小虛頁(yè)號(hào)頁(yè)內(nèi)位移頁(yè)內(nèi)位移由虛頁(yè)號(hào)查頁(yè)表得實(shí)頁(yè)號(hào)由虛頁(yè)號(hào)查頁(yè)表得實(shí)頁(yè)號(hào)實(shí)地址實(shí)地址=實(shí)頁(yè)號(hào)實(shí)頁(yè)號(hào)頁(yè)面大小頁(yè)內(nèi)位移頁(yè)面大小頁(yè)內(nèi)位移809610247928310249284000頁(yè)面失效的無(wú)

21、實(shí)地址頁(yè)面失效的無(wú)實(shí)地址虛頁(yè)號(hào)虛頁(yè)號(hào) 0 1 2 3 4 5 6 7實(shí)頁(yè)號(hào)實(shí)頁(yè)號(hào) 2 3 1 0 1 0 2 3裝入位裝入位 1 0 0 1 1 0 0 117v10、方法二：、方法二：頁(yè)面失效的虛頁(yè)號(hào)：裝入位為頁(yè)面失效的虛頁(yè)號(hào)：裝入位為0的虛頁(yè)，的虛頁(yè)，1、2、5、6由虛地址計(jì)算實(shí)地址：由虛地址計(jì)算實(shí)地址：將虛地址用二進(jìn)制數(shù)表示，將虛地址用二進(jìn)制數(shù)表示，高高3位地址為虛頁(yè)號(hào)位地址為虛頁(yè)號(hào)，低，低10位地址為頁(yè)內(nèi)位移位地址為頁(yè)內(nèi)位移由虛頁(yè)號(hào)查頁(yè)表得實(shí)頁(yè)號(hào)由虛頁(yè)號(hào)查頁(yè)表得實(shí)頁(yè)號(hào)用實(shí)頁(yè)號(hào)替換二進(jìn)制虛地址中的虛頁(yè)號(hào)即得實(shí)地址用實(shí)頁(yè)號(hào)替換二進(jìn)制虛地址中的虛頁(yè)號(hào)即得實(shí)地址（8096）10=（111111

22、0100000）2，111為虛頁(yè)號(hào)為虛頁(yè)號(hào)7（0111110100000）2=（4000）10頁(yè)面失效的無(wú)實(shí)地址頁(yè)面失效的無(wú)實(shí)地址虛頁(yè)號(hào)虛頁(yè)號(hào)0 1 2 3 4 5 6 7實(shí)頁(yè)號(hào)實(shí)頁(yè)號(hào)2 3 1 0 1 0 2 3裝入位裝入位1 0 0 1 1 0 0 118v補(bǔ)充：補(bǔ)充：某段頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)器，虛地址由某段頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)器，虛地址由2位段號(hào)、位段號(hào)、2位頁(yè)號(hào)和位頁(yè)號(hào)和11位頁(yè)內(nèi)位移組成，主存容量位頁(yè)內(nèi)位移組成，主存容量32KB，每段可有訪問(wèn)方式保護(hù)，每段可有訪問(wèn)方式保護(hù)，其頁(yè)表和保護(hù)位如下表所示。其頁(yè)表和保護(hù)位如下表所示。此地址空間中共有多少虛頁(yè)此地址空間中共有多少虛頁(yè)當(dāng)程序中遇到下列情況時(shí)，由虛

23、地址計(jì)算實(shí)地址，說(shuō)明哪個(gè)當(dāng)程序中遇到下列情況時(shí)，由虛地址計(jì)算實(shí)地址，說(shuō)明哪個(gè)會(huì)發(fā)生段失效、頁(yè)失效和保護(hù)失效。會(huì)發(fā)生段失效、頁(yè)失效和保護(hù)失效。段號(hào)段號(hào)段段0段段1段段2段段3訪問(wèn)方式訪問(wèn)方式只讀只讀可讀可讀/執(zhí)行執(zhí)行可讀可讀/寫(xiě)寫(xiě)/執(zhí)行執(zhí)行可讀可讀/寫(xiě)寫(xiě)虛頁(yè)虛頁(yè)0所在位置所在位置實(shí)頁(yè)實(shí)頁(yè)9在輔存上在輔存上頁(yè)表不在內(nèi)頁(yè)表不在內(nèi)存存實(shí)頁(yè)實(shí)頁(yè)14虛頁(yè)虛頁(yè)1所在位置所在位置實(shí)頁(yè)實(shí)頁(yè)3實(shí)頁(yè)實(shí)頁(yè)0實(shí)頁(yè)實(shí)頁(yè)1虛頁(yè)虛頁(yè)2所在位置所在位置在輔存上在輔存上實(shí)頁(yè)實(shí)頁(yè)15實(shí)頁(yè)實(shí)頁(yè)6虛頁(yè)虛頁(yè)3所在位置所在位置實(shí)頁(yè)實(shí)頁(yè)12實(shí)頁(yè)實(shí)頁(yè)8在輔存上在輔存上19方式方式段段頁(yè)頁(yè)頁(yè)內(nèi)位移頁(yè)內(nèi)位移取數(shù)取數(shù)011取數(shù)取數(shù)1112取數(shù)取數(shù)3

24、32047存數(shù)存數(shù)014存數(shù)存數(shù)212存數(shù)存數(shù)1014轉(zhuǎn)移至此轉(zhuǎn)移至此13100取數(shù)取數(shù)0250取數(shù)取數(shù)205轉(zhuǎn)移至此轉(zhuǎn)移至此3060l由主存容量為由主存容量為32KB，可知實(shí)地址：，可知實(shí)地址：實(shí)頁(yè)號(hào)（實(shí)頁(yè)號(hào)（4） 頁(yè)內(nèi)位移（頁(yè)內(nèi)位移（11）l虛地址：虛地址：段號(hào)段號(hào)（2）頁(yè)號(hào)頁(yè)號(hào)（2）頁(yè)內(nèi)位移（頁(yè)內(nèi)位移（11）l頁(yè)面大?。喉?yè)面大小：211=2048Bl實(shí)地址計(jì)算方法同上實(shí)地址計(jì)算方法同上l頁(yè)表不在主存內(nèi)的段頁(yè)表不在主存內(nèi)的段2發(fā)生段失效發(fā)生段失效l頁(yè)面在輔存上的發(fā)生頁(yè)失效頁(yè)面在輔存上的發(fā)生頁(yè)失效l取數(shù)表示讀，取出的數(shù)不能作為取數(shù)表示讀，取出的數(shù)不能作為指令執(zhí)行；只讀單元不能寫(xiě)、執(zhí)行；指令執(zhí)

25、行；只讀單元不能寫(xiě)、執(zhí)行；轉(zhuǎn)移至此為執(zhí)行，不能讀、寫(xiě)，訪轉(zhuǎn)移至此為執(zhí)行，不能讀、寫(xiě)，訪問(wèn)不當(dāng)?shù)臑楸Ｗo(hù)方式失效問(wèn)不當(dāng)?shù)臑楸Ｗo(hù)方式失效20方式方式段段頁(yè)頁(yè)頁(yè)內(nèi)位移頁(yè)內(nèi)位移段失效段失效頁(yè)失效頁(yè)失效實(shí)頁(yè)號(hào)實(shí)頁(yè)號(hào)實(shí)地址實(shí)地址保護(hù)失效保護(hù)失效取數(shù)取數(shù)011無(wú)無(wú)無(wú)無(wú)36145無(wú)無(wú)取數(shù)取數(shù)1112無(wú)無(wú)無(wú)無(wú)010無(wú)無(wú)取數(shù)取數(shù)332047無(wú)無(wú)有有無(wú)無(wú)無(wú)無(wú)/存數(shù)存數(shù)014無(wú)無(wú)無(wú)無(wú)36148有有存數(shù)存數(shù)212有有/無(wú)無(wú)無(wú)無(wú)/存數(shù)存數(shù)1014無(wú)無(wú)有有無(wú)無(wú)無(wú)無(wú)/轉(zhuǎn)移至此轉(zhuǎn)移至此13100無(wú)無(wú)無(wú)無(wú)816484無(wú)無(wú)取數(shù)取數(shù)0250無(wú)無(wú)有有無(wú)無(wú)無(wú)無(wú)/取數(shù)取數(shù)205無(wú)無(wú)/無(wú)無(wú)無(wú)無(wú)/轉(zhuǎn)移至此轉(zhuǎn)移至此3060無(wú)無(wú)無(wú)無(wú)1428732有

26、有21v第第6題題vA1+A2+ A3+A4+ A5+A6+ A7+A8+ A9+A10123456789123456789123456789123456789123456789123456789TP=9/21t=3/7tSp=（95）/21=2.14E=（95）/（215）=42.9%81510152122v第第7題：靜態(tài)流水線題：靜態(tài)流水線A1B1+A2B2+A3B3+A4B4+A5B5+A6B612345678910111234561234567891011789101112345678910111234567891011122請(qǐng)改為動(dòng)態(tài)流水線練習(xí)請(qǐng)改為動(dòng)態(tài)流水線練習(xí)12345623v第

27、第8題題算法：算法：(a1+b1)c1+(a2+b2)c2 +(a3+b3)c3+ (a4+b4)c4總時(shí)間：（總時(shí)間：（3+31）+ （4+32）+（3+1） +3=23效率：效率：(73+44)/(234)=37/92=40.2%1234一一二二三三四四567一一 一一 二二 二二 三三 三三 四四 四四12345671234一一二二三三四四5672324v第第9題題動(dòng)態(tài)流水線動(dòng)態(tài)流水線a1b1+a2b2+a3b3+a4b4+a5b5+a6b6+a7b7+a8b812345678一一 二二 三三 四四五五六六七七一一 二二 三三 四四五五六六七七一一 二二 三三 四四五五六六七七12345

28、6781234567812345678一一 二二 三三 四四五五六六七七123請(qǐng)改為靜態(tài)流水線練習(xí)請(qǐng)改為靜態(tài)流水線練習(xí)ABCDEF25v第第10題題6個(gè)任務(wù)的總執(zhí)行時(shí)間為：個(gè)任務(wù)的總執(zhí)行時(shí)間為：8（第一個(gè)任務(wù)用（第一個(gè)任務(wù)用8個(gè)周期）個(gè)周期）+53（后（后5個(gè)任務(wù)，每個(gè)任務(wù)，每3周期執(zhí)行一個(gè)，周期執(zhí)行一個(gè)，取決于最慢部件取決于最慢部件）實(shí)際吞吐率實(shí)際吞吐率=6/23t效率效率=（86）/（235）=48/115=41.7%123111222333123112233123826v第第11題題禁止向量（延遲禁止表）禁止向量（延遲禁止表）=（1，3，4，8）原始沖突向量原始沖突向量=（1000110

29、1）狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖略狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖略最大吞吐率的調(diào)度方案（最大吞吐率的調(diào)度方案（2，5），吞吐率），吞吐率=1/3.5輸入輸入6個(gè)任務(wù)的實(shí)際吞吐率：個(gè)任務(wù)的實(shí)際吞吐率：6/（9+2+5+2+5+2）=6/25v補(bǔ)：有長(zhǎng)度為補(bǔ)：有長(zhǎng)度為8的向量的向量A和和B，分別畫(huà)出在下列，分別畫(huà)出在下列4中結(jié)構(gòu)的處理器上求點(diǎn)積的中結(jié)構(gòu)的處理器上求點(diǎn)積的時(shí)空?qǐng)D時(shí)空?qǐng)D有一個(gè)乘法部件和一個(gè)加法部件，不能同時(shí)工作，部件內(nèi)部采用順序方有一個(gè)乘法部件和一個(gè)加法部件，不能同時(shí)工作，部件內(nèi)部采用順序方式，完成一次加、乘需要式，完成一次加、乘需要5拍拍同上，只是乘法器和加法器可以并行工作同上，只是乘法器和加法器可以并行工作有一個(gè)乘、加

30、雙功能靜態(tài)流水線，均由有一個(gè)乘、加雙功能靜態(tài)流水線，均由5段組成，每段段組成，每段1拍拍有乘、加兩條流水線，可并行工作，每段有乘、加兩條流水線，可并行工作，每段1拍拍27v解解（1）（2）(a1b1+a2b2)+a3b3)+a4b4)+a5b5)+a6b6)+a7b7)+a8b8加加乘乘54075加加乘乘5404528（3）靜態(tài)雙功能流水線）靜態(tài)雙功能流水線(a1b1+ a2b2)+(a3b3+ a4b4)+(a5b5+ a6b6)+(a7b7 + a8b8)91011121314159101112131415910111213141591011121314159101112131415123

31、4567812345678123456781234567812345678123029（4）兩條流水線可同時(shí)工作）兩條流水線可同時(shí)工作(a1b1+ a2b2)+ a7b7+ (a5b5+ a6b6)+(a3b3+ a4b4)+ a8b8910111213141591011121314159101112131415910111213141591011121314151 2 3 4 5 6 7 81 2 3 4 5 6 7 81 2 3 4 5 6 7 81 2 3 4 5 6 7 81 2 3 4 5 6 7 8122730v有一條靜態(tài)加、乘多功能流水線由有一條靜態(tài)加、乘多功能流水線由5段組成，

32、加法用段組成，加法用1、3、4、5段，乘法用段，乘法用1、2、5段，第段，第3段的時(shí)間為段的時(shí)間為2t，其余段為，其余段為t，而且流水線的輸出可以直接返回到輸入端或暫存于相應(yīng)的流水而且流水線的輸出可以直接返回到輸入端或暫存于相應(yīng)的流水線寄存器中，現(xiàn)在要在該流水線上計(jì)算線寄存器中，現(xiàn)在要在該流水線上計(jì)算 ，畫(huà)出其，畫(huà)出其時(shí)空?qǐng)D，并計(jì)算其吞吐率、加速比和效率。時(shí)空?qǐng)D，并計(jì)算其吞吐率、加速比和效率。v有一條動(dòng)態(tài)多功能流水線由有一條動(dòng)態(tài)多功能流水線由5段組成，加法用段組成，加法用1、3、4、5段，段，乘法用乘法用1、2、5段，第段，第2段的時(shí)間為段的時(shí)間為2t，其余段為，其余段為t，而且流，而且流水線

33、的輸出可以直接返回到輸入端或暫存于相應(yīng)的流水線寄存水線的輸出可以直接返回到輸入端或暫存于相應(yīng)的流水線寄存器中，現(xiàn)在要在該流水線上計(jì)算器中，現(xiàn)在要在該流水線上計(jì)算 ，畫(huà)出其時(shí)空?qǐng)D，畫(huà)出其時(shí)空?qǐng)D，并計(jì)算其吞吐率、加速比和效率。并計(jì)算其吞吐率、加速比和效率。41()iiiAB41iiiA B31v有一條動(dòng)態(tài)多功能流水線由有一條動(dòng)態(tài)多功能流水線由6段組成，其中段組成，其中1、4、5、6段組段組成乘法流水線，成乘法流水線，1、2、3、6段組成加法流水線，各流水段的時(shí)段組成加法流水線，各流水段的時(shí)間均為間均為50ns，假設(shè)流水線的輸出可以直接返回到輸入端，而，假設(shè)流水線的輸出可以直接返回到輸入端，而且有足

34、夠的緩沖寄存器，現(xiàn)在要用最快的方式在該流水線上計(jì)且有足夠的緩沖寄存器，現(xiàn)在要用最快的方式在該流水線上計(jì)算算 ，畫(huà)出其時(shí)空?qǐng)D，并計(jì)算其吞吐率、加速比和，畫(huà)出其時(shí)空?qǐng)D，并計(jì)算其吞吐率、加速比和效率。效率。51iiiix y z32v有一有一5段流水線，各段執(zhí)行時(shí)間均段流水線，各段執(zhí)行時(shí)間均t，其預(yù)約表如下：，其預(yù)約表如下：畫(huà)出流水線任務(wù)調(diào)度的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖畫(huà)出流水線任務(wù)調(diào)度的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖分別求出允許不等時(shí)間間隔的調(diào)度和等時(shí)間間隔的調(diào)度的兩種最優(yōu)調(diào)度分別求出允許不等時(shí)間間隔的調(diào)度和等時(shí)間間隔的調(diào)度的兩種最優(yōu)調(diào)度策略，以及這兩種調(diào)度策略的流水線最大吞吐率策略，以及這兩種調(diào)度策略的流水線最大吞吐率若連續(xù)輸入若

35、連續(xù)輸入10個(gè)任務(wù)，求這兩種調(diào)度策略的實(shí)際吞吐率和加速比個(gè)任務(wù)，求這兩種調(diào)度策略的實(shí)際吞吐率和加速比 時(shí)間時(shí)間功能段功能段1234567S1S2S3S4S533v下列關(guān)于標(biāo)量流水機(jī)的說(shuō)法不正確的是（下列關(guān)于標(biāo)量流水機(jī)的說(shuō)法不正確的是（ ）A、可對(duì)標(biāo)量進(jìn)行流水處理、可對(duì)標(biāo)量進(jìn)行流水處理 B、沒(méi)有向量數(shù)據(jù)表示、沒(méi)有向量數(shù)據(jù)表示C、不能對(duì)向量數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算、不能對(duì)向量數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算 D、可以對(duì)向量、數(shù)組進(jìn)行運(yùn)算、可以對(duì)向量、數(shù)組進(jìn)行運(yùn)算v以下說(shuō)法不正確的是（以下說(shuō)法不正確的是（ ）A、線性流水線是單功能流水線、線性流水線是單功能流水線 B、動(dòng)態(tài)流水線是雙功能流水線、動(dòng)態(tài)流水線是雙功能流水線C、靜態(tài)流水線

36、是多功能流水線、靜態(tài)流水線是多功能流水線 D、動(dòng)態(tài)流水線只能是單功能流水線、動(dòng)態(tài)流水線只能是單功能流水線v靜態(tài)流水線是指（靜態(tài)流水線是指（ ）A、只有一種功能的流水線、只有一種功能的流水線 B、可同時(shí)執(zhí)行多種功能的流水線、可同時(shí)執(zhí)行多種功能的流水線C、同時(shí)只能完成一種功能的多功能流水線、同時(shí)只能完成一種功能的多功能流水線 D、功能不能改變的流水線、功能不能改變的流水線v非線性流水線是指（非線性流水線是指（ ）A、一次運(yùn)算中使用流水線的多個(gè)功能段、一次運(yùn)算中使用流水線的多個(gè)功能段B、一次運(yùn)算中要多次使用流水線的某些功能段、一次運(yùn)算中要多次使用流水線的某些功能段C、流水線中某些功能段在各次運(yùn)算中的

37、作用不同、流水線中某些功能段在各次運(yùn)算中的作用不同D、流水線中的各個(gè)功能段在各種運(yùn)算中有不同的組合、流水線中的各個(gè)功能段在各種運(yùn)算中有不同的組合34v與流水線最大吞吐率高低有關(guān)的是（與流水線最大吞吐率高低有關(guān)的是（ ）A、各個(gè)子過(guò)程的時(shí)間、各個(gè)子過(guò)程的時(shí)間 B、最快子過(guò)程的時(shí)間、最快子過(guò)程的時(shí)間C、最慢子過(guò)程的時(shí)間、最慢子過(guò)程的時(shí)間 D、最后子過(guò)程的時(shí)間、最后子過(guò)程的時(shí)間v在流水線中，全局相關(guān)是指（在流水線中，全局相關(guān)是指（ ）A、先寫(xiě)后讀相關(guān)、先寫(xiě)后讀相關(guān) B、先讀后寫(xiě)相關(guān)、先讀后寫(xiě)相關(guān)C、指令相關(guān)、指令相關(guān) D、由轉(zhuǎn)移指令引起的相關(guān)、由轉(zhuǎn)移指令引起的相關(guān)v流水機(jī)器對(duì)全局相關(guān)的處理不包括（流

38、水機(jī)器對(duì)全局相關(guān)的處理不包括（ ）A、猜測(cè)法、猜測(cè)法 B、提前形成條件碼、提前形成條件碼C、加快短循環(huán)程序的執(zhí)行、加快短循環(huán)程序的執(zhí)行 D、設(shè)置相關(guān)專用通路、設(shè)置相關(guān)專用通路vCRAY-1向量機(jī)要實(shí)現(xiàn)指令的鏈接，必須滿足的條件是（向量機(jī)要實(shí)現(xiàn)指令的鏈接，必須滿足的條件是（ ）A、源向量相同，功能部件不沖突，有指令相關(guān)、源向量相同，功能部件不沖突，有指令相關(guān)B、源向量不同，功能部件相同，無(wú)指令相關(guān)、源向量不同，功能部件相同，無(wú)指令相關(guān)C、源向量、功能部件都不同，指令有先寫(xiě)后讀相關(guān)、源向量、功能部件都不同，指令有先寫(xiě)后讀相關(guān)D、源向量、功能部件都不同，指令有先讀后寫(xiě)相關(guān)、源向量、功能部件都不同，指

39、令有先讀后寫(xiě)相關(guān)35vCRAY-1機(jī)啟動(dòng)存儲(chǔ)器、流水部件及寄存器打入各需機(jī)啟動(dòng)存儲(chǔ)器、流水部件及寄存器打入各需1拍，拍，“加加”6拍、拍、“乘乘”7拍、拍、“訪存訪存”6拍，下列向量指令串中的向拍，下列向量指令串中的向量長(zhǎng)度均為量長(zhǎng)度均為N，則指令串最短的執(zhí)行時(shí)間是（，則指令串最短的執(zhí)行時(shí)間是（ ）拍）拍 V3存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器 V4V0+V1 V2V4*V3A、N+19 B、N+18 C、N+17 D、N+16vCRAY-1的兩條向量指令屬于的兩條向量指令屬于 （）（） V1V2+V3 V4V1*V5A、沒(méi)有功能部件沖突和源向量沖突，可以并行、沒(méi)有功能部件沖突和源向量沖突，可以并行B、沒(méi)有功能部件

40、沖突和源向量沖突，可以鏈接、沒(méi)有功能部件沖突和源向量沖突，可以鏈接C、沒(méi)有源向量沖突，可以交換順序執(zhí)行、沒(méi)有源向量沖突，可以交換順序執(zhí)行D、有向量寄存器沖突，只能串行、有向量寄存器沖突，只能串行36v4、32個(gè)處理器，編號(hào)個(gè)處理器，編號(hào)031，11號(hào)處理器與哪個(gè)相連號(hào)處理器與哪個(gè)相連Cube3：11D=01011B，00011B = 3D，3號(hào)號(hào)PM2+3：（：（11+23）mod 32 = 19，19號(hào)號(hào)PM2-4：（：（11-24）mod 32 = 27，27號(hào)號(hào)Shuffle：01011B循環(huán)左移一位循環(huán)左移一位=10110B=22D，22號(hào)號(hào)Butterfly：01011B最高位與最低

41、位交換最高位與最低位交換=11010B=26D，26號(hào)號(hào)Shuffle(shuffle)： 01011B循環(huán)左移二位循環(huán)左移二位=01101B=13D，13號(hào)號(hào)Shuffle(Cube0 (PM2-1)： （11-21）mod 32 = 9D=01001B，再最低位，再最低位取反得取反得01000B，最后循環(huán)左移一位得：，最后循環(huán)左移一位得：10000B=16D，16號(hào)號(hào)v7、256個(gè)個(gè)PE的的SIMD機(jī)器，采用全混洗互連函數(shù)，混洗機(jī)器，采用全混洗互連函數(shù)，混洗10次后，次后，197號(hào)號(hào)PE與哪個(gè)與哪個(gè)PE相連相連197D=11000101B（8位，因?yàn)楣参唬驗(yàn)楣?56個(gè)個(gè)PE）循環(huán)左移循環(huán)

42、左移10次（相當(dāng)于次（相當(dāng)于2次，因?yàn)楣泊?，因?yàn)楣?位）為：位）為：00010111B=23D，23號(hào)號(hào)37v20、32個(gè)處理器的個(gè)處理器的5（log232）級(jí)）級(jí)STARAN網(wǎng)，當(dāng)級(jí)控制信號(hào)網(wǎng)，當(dāng)級(jí)控制信號(hào)為為10110（從右至左分別控制第（從右至左分別控制第0級(jí)至第級(jí)至第4級(jí)）時(shí)，級(jí)）時(shí)，17號(hào)處理器連號(hào)處理器連接哪個(gè)處理器接哪個(gè)處理器根據(jù)根據(jù)STARAN網(wǎng)作為交換網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，某級(jí)控制信號(hào)為網(wǎng)作為交換網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，某級(jí)控制信號(hào)為1，就實(shí)現(xiàn)了某個(gè)，就實(shí)現(xiàn)了某個(gè)Cubei，因此本題實(shí)現(xiàn)，因此本題實(shí)現(xiàn)Cube4+Cube2+Cube1功能功能17D=10001B，第，第4、2、1位取反后為位取反后

43、為00111B=7D，7號(hào)號(hào)v21、16個(gè)處理器，先個(gè)處理器，先8組組2元交換、再元交換、再4組組4元交換，最后元交換，最后2組組8元交換，寫(xiě)出互連函數(shù)元交換，寫(xiě)出互連函數(shù)輸入：輸入： 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F8組組2元交換：元交換：1 0 3 2 5 4 7 6 9 8 B A D C F E4組組4元交換：元交換：2 3 0 1 6 7 4 5 A B 8 9 E F C D2組組8元交換：元交換：5 4 7 6 1 0 3 2 D C F E 9 8 B A（輸出）（輸出）可見(jiàn)實(shí)現(xiàn)了可見(jiàn)實(shí)現(xiàn)了Cube2+Cube0互連函數(shù)表達(dá)式：互連函數(shù)表達(dá)式：01

44、230123)(PPPPPPPPCube38v補(bǔ)：補(bǔ)：N=16的的STARAN網(wǎng)在級(jí)控制下實(shí)現(xiàn)分組交換置換，如果網(wǎng)在級(jí)控制下實(shí)現(xiàn)分組交換置換，如果實(shí)現(xiàn)的分組交換置換是：首先是實(shí)現(xiàn)的分組交換置換是：首先是4組組4元交換，然后是元交換，然后是2組組8元交元交換，最后是換，最后是1組組16元交換，請(qǐng)寫(xiě)出網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的互連函數(shù)。元交換，請(qǐng)寫(xiě)出網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的互連函數(shù)。0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F3 2 1 0 7 6 5 4 B A 9 8 F E D C4 5 6 7 0 1 2 3 C D E F 8 9 A BB A 9 8 F E D C 3 2 1 0 7 6 5 4

45、 (0 B)(1 A)(2 9)(3 8)(4 F)(5 E)(6 D)(7 C)Cube3+Cube1+Cube0v補(bǔ)：用一個(gè)補(bǔ)：用一個(gè)N=8的的3級(jí)級(jí)Omega網(wǎng)絡(luò)連接網(wǎng)絡(luò)連接8個(gè)處理機(jī)個(gè)處理機(jī)P0P7，如，如果果P6要把數(shù)據(jù)廣播給要把數(shù)據(jù)廣播給P0P4，如果，如果P3要把數(shù)據(jù)廣播給要把數(shù)據(jù)廣播給P5P7，能否同時(shí)實(shí)現(xiàn)播送要求，畫(huà)出開(kāi)關(guān)狀態(tài)圖。能否同時(shí)實(shí)現(xiàn)播送要求，畫(huà)出開(kāi)關(guān)狀態(tài)圖。39v能能 0 0 2 2 1 1 3 3 4 4 6 6 5 5 7 7 0 0 2 2 1 1 3 3 4 4 6 6 5 5 7 7 0 0 4 4 1 1 5 5 2 2 6 6 3 3 7 7 0 0

46、1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 I I J J K K L L 0 0 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 0 0 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 入入 端端 出出 端端 0 0 4 4 1 1 5 5 2 2 6 6 3 3 7 7 0 0 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 2 2 級(jí)級(jí) 1 1 級(jí)級(jí) 0 0 級(jí)級(jí) A A B B C C D D E E F F G G H H 40v補(bǔ)：對(duì)于采用級(jí)控制的補(bǔ)：對(duì)于采用級(jí)控制的3級(jí)立方體互連網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)?shù)诩?jí)立方體互連網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)?shù)趇級(jí)為直連狀級(jí)為直連狀態(tài)時(shí)，不能實(shí)

47、現(xiàn)哪些節(jié)點(diǎn)之間的通信？為什么？反之，當(dāng)?shù)趹B(tài)時(shí)，不能實(shí)現(xiàn)哪些節(jié)點(diǎn)之間的通信？為什么？反之，當(dāng)?shù)趇級(jí)級(jí)為交換狀態(tài)呢？為交換狀態(tài)呢？因?yàn)榈谝驗(yàn)榈趇級(jí)為交換狀態(tài)時(shí)，實(shí)現(xiàn)的是級(jí)為交換狀態(tài)時(shí)，實(shí)現(xiàn)的是cubei互連函數(shù)，所以互連函數(shù)，所以第第i級(jí)為直連狀態(tài)時(shí)，不能實(shí)現(xiàn)第級(jí)為直連狀態(tài)時(shí)，不能實(shí)現(xiàn)第i位取反的節(jié)點(diǎn)間的通信位取反的節(jié)點(diǎn)間的通信第第i級(jí)為交換狀態(tài)時(shí)，不能實(shí)現(xiàn)第級(jí)為交換狀態(tài)時(shí)，不能實(shí)現(xiàn)第i位不變的節(jié)點(diǎn)間的通信位不變的節(jié)點(diǎn)間的通信41v5、（1）3條指令全并行，條指令全并行，72拍（乘法最慢：拍（乘法最慢：1+7+1+63）（2）1、2并行與并行與3鏈接，鏈接，要求要求1比比2早啟動(dòng)早啟動(dòng)1拍，否則不

48、能與拍，否則不能與3鏈接鏈接， 80拍（拍（1+7+1+1+6+1+63）（3）1、2并行，并行，3、4鏈接，鏈接，1、2和和3、4之間串行。之間串行。 151拍（拍（1+6+1+63+1+6+1+1+7+1+63）（4）1、2、3兩級(jí)鏈接與兩級(jí)鏈接與4串，串， 166拍（拍（1+6+1+1+14+1+1+6+1+63+1+6+1+63）（5）1、2并與并與3鏈接，要求鏈接，要求2比比1早啟動(dòng)早啟動(dòng)1拍，否則不能與拍，否則不能與3鏈接，與鏈接，與4串串 151拍拍 （ 1+7+1+1+6+1+63+1+6+1+63）（6）1、2并，并，2與與3鏈接，鏈接，4與與3串行，串行， 152拍（拍（1

49、+6+1+1+7+1+63+1+7+1+63 ）42v8、參考例、參考例6.9設(shè)平均數(shù)度為設(shè)平均數(shù)度為Ra，可向量化比例為，可向量化比例為x，則有，則有要使要使Ra=6，則，則x=83.3%也可以直接利用也可以直接利用amdhal定律，定律， P15，fnew=x, rnew=10/2=5要使要使Ra=6，則，則Sp=6/2=3，則，則x=83.3%xxxRa4510)1 (211011xxxSp8 . 0115/)1 (143v9、設(shè)標(biāo)量速度為設(shè)標(biāo)量速度為Rs，平均速度為為，平均速度為為Ra，可向量化比例為，可向量化比例為x，加速比為，加速比為SP，則有則有要使要使SP=2，則，則X=55.6%也可以直接利用也可以直接利用Aamdhal定律，定律，P15，fnew=x, rnew=10 xRsxRsRsxRsxRsRsRaSp9101091010)1 (11011xxxSp