发布时间 : 星期二 文章清华大学计算机系统结构课后习题答案更新完毕开始阅读
5.15 Δt=10ns=10秒 (1)F={1，2，5}，C=(10011) (2)状态转移图如下图(a)所示。
(3)最小启动循环=（3）,最小平均启动距离=3Δt。
(4)插入2个延迟，最小启动循环=（2）,最小平均启动距离=2Δt。 (5)新预约表如下图(b)所示。
(6)F={1，3，7}，C=(1000101)，状态转移图如下图(c)所示。
1 2 3 4 5 6 7 8 S1 × 1 2 × S2 × 1 × S3 × S4 1 × × D1 ×
1 0 0 0 1 0 1 4，6，≥8
2 5 5 (c) 4，6，≥8
初态 4，6，≥8
-8
初态 3，4，≥6
1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 2 D2 × (b) (a)
(7)插入前TPmax = 1/3Δt = 1/30ns，插入后TPmax = 1/2Δt = 1/20ns。
(8)插入前TP = 10/33Δt = 1/33ns，插入后TP = 10/26Δt = 1/26ns，如下图所示。
D2 1 2 3 11 D1 1 2 3 4 10 10 10 10 10 8 t
S4 1 1 2 2 3 S3 1 2 3 10 10 10 10 6 t ……… S2 1 1 2 2 3 10 10 S1 1 2 1 3 2 10
3 9×3 (a) 插入前
S4 1 1 2 2 3 3 S3 1 2 3 4 S2 1 2 1 3 2 4 3 5 S1 1 2 3 4 1 5 2
2 9×2 ……… 10 10 10 (b) 插入后
第六章(P391)
6.6（注意阅读P372倒数第9行－倒数第6行）
已知n=32，k加=6，k乘=7，k访存=6，k倒数=14，启动、输出延迟各1。求各小题总拍数。
(1) V0 ← 存储器 V1 ← V2 + V3 并行 V4 ← V5 * V6 访存 加 乘 9 31 总拍数=40（并行执行，以最长指令为准）(3) V0 ← 存储器 并行
V3 ← V1 + V2 链接
V4 ← V0 * V3 V6 ← V4 + V5 串行 访存 加 乘
8 9 31 8 31
总拍数=87（第4条功能部件冲突）
(2) V2 ← V0 * V1 并行
V3 ← 存储器
V4 ← V2 + V3 串行（P372） 乘 访存 加 9 31 8 31 总拍数=79（第3条错过时机，不能链接）(4) V0 ← 存储器 链接 V1 ← 1 / V0
链接
V3 ← V1 + V2 链接
V5 ← V3 * V4 访存 倒数
加 乘
8 16 8 9 31
总拍数=72（各条依次链接）
(5) V0 ← 存储器 V1 ← V2 + V3 并行 V4 ← V5 * V6 s0 ← s1 + s2 访存 加 乘 9 31 8 总拍数=48（标量看成1个分量的向量） (7) V3 ← 存储器 V4 ← V2 * V3 存储器 ← V4 访存 加 乘
8 9 31 8 31
总拍数=87（第4条功能部件冲突）
6.10 已知向量速率Rv = 10MFLOPS，标量速率Rs = 1MFLOPS，并记α为可向量化百分比。
(1) 推导法1：使用Amdahl定律，在这里可将标量速率Rs作为原速率，局部加速后的速率为向量速率Rv，于是局部加速比Se=10，全局加速比为
串行 并行 串行
(6) V3 ← 存储器 V2 ← V0 + V1 s0 ← s2 + s3 V3 ← V1 * V4 访存 加 乘 8 31 9 31 总拍数=79（标量看成1个分量的向量） (8) V0 ← 存储器 V2 ← V0 + V1 V3 ← V2 * V1 串行 V5 ← V3 * V4 串行 访存 加 乘
8 8 31 9 31 9 31
总拍数=127（Vi冲突，功能部件冲突）
链接 并行
串行 并行
V2 ← V0 + V1 链接
Sn?1(1??)??Se 再根据加速比的定义，Sn?R?Rs，所以有R??Rs?Sn?Rs(1??)??Se?1MIPS1?0.9?。 （若将向量速率Rv作为原速率，局部减速后的速率为标量速率Rs，则局部加速比Se=0.1，推出的全局加速比
Sn同上式。）
推导法2：为了推导，定义T为总时间，N为总任务数。于是有平均速率Ra = 吞吐率TP = N/T。记N = Nv + Ns，且??NvNv?NNv?Ns，则1???NsNs?NNv?Ns，于是有Nv = α·N和Ns = (1-α)·N
显然：总时间T?Tv?Ts?NvNs??N(1??)?N???RvRsRvRs
所以：Ra?NN1??11T??N(1??)?N????(1??)?RvRsRvRs
或者：
111????(1??)?RaRvRs(2) 已知Rv = 10MFLOPS，Rs = 1MFLOPS，
Ra (MFLOPS) 10
1 0
1 α
110Ra?MFLOPS?MFLOPS0.1??(1??)10?9?Ra与α的关系图如右图所示。
(3) 已知Ra = 7.5MFLOPS，解出
??1011013(1?)???0.96?96% 97.5915(4) 已知Ra = 2MFLOPS，α = 0.7，解出
Rv??11?(1??)?RaRs?0.71?0.3?12?3.5(MFLOPS)
第七章(P446)
7.3 已知输入端编号13 = 1101B。 (1)Cube3(1101B) = 0101B = 5
(2)PM2+3(13) = (13 + 2)mod 16 = 21 mod 16 = 5 (3)PM2+0(13) = (13 - 2)mod 16 = 12 (4)Shuffle(1101B) = 1011B = 11
(5)Shuffle(Shuffle(1101B)) = Shuffle(1011B) = 0111B = 7
7.4 用多级混洗―交换网络，n = 4，拓扑结构同教材P410图7.21(e)，控制信号=1010B，自左向右各级交换开关状态依次为交换―直连―交换―直连。
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