计算机系统结构综合题.doc

,各指令在程序中出现的概率如下表:(1)采用最优Huffman编码法(信息熵)计算这10条指令的操作码最短平均长度。(2)采用Huffman编码法编写这10条指令的操作码,并计算操作码的平均长度,计算与最优Huffman编码法(信息熵)相比的操作码信息冗余量。将得到的操作码编码和计算的结果填入上面的表中。(3)采用2/8扩展编码法编写这10条指令的操作码,并计算操作码的平均长度,计算与最优Huffman编码法相比的操作码信息冗余量。把得到的操作码编码和计算的结果填入上面的表中。(4)采用3/7扩展编码法编写这10条指令的操作码,并计算操作码的平均长度,计算与最优Huffman编码法相比的操作码信息冗余量。把得到的操作码编码和计算的结果填入上面的表中。[解答](信息熵)的操作码最短平均长度为:指令序号出现的概率Huffman编码法2/8扩展编码法3/.************************************************************%%%,最多有128个用户,每个用户最多要用2048页,每页512字节。主存容量8M字节,快表按地址访问,共16个存储字,快表地址码经散列变换得到,为减少散列冲突,快表分为两组,有两套独立的相等比较电路。试:写出多用户虚地址和主存地址的格式,并给出各字段的长度。散列变换部件的输入、输出位数各为多少?每个相等比较电路的位数是多少?快表每个存储字的总长度为多少位?为哪几个字段?各字段的长度为多少位?[解答]虚地址的长度为27位,格式如下:主存的地址需要23位:格式如下由于用户号和虚页号共有18位,所以,散列变换的输入需要18位,而输出的为快表的地址,如果我们假设快表是按照字寻址,那么是3位(快表分为两组,每组8个存储字)。或4位(16个存储字,每字两个入口)。相等比较电路需要比较多用户虚页号,以消除散列冲突,所以,相等比较电路需要18位。快表中需要存储两项内容:多用户虚页号和实页号。多用户虚页号为18位,实页号为14位,共有32位。。每个功能段的延迟时间均相等,流水线的输出端和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,要求:列出进行加法的次序;画出流水线时空图;并计算流水线在此任务中的实际吞吐率、加速比和效率。 [解答](1)首先需要考虑的是,8个数的的和最少需要做几次加法。我们可以发现,加法的次数是不能减少的:7次;于是我们要尽可能快的完成任务,就只有考虑如何让流水线尽可能充满,这需要消除前后指令之间的相关。由于加法满足交换率和结合率,我们可以调整运算次序如