东北大学计算机体系结构期中考试

1、某机指令字长16位，设有单地址和双地址两类指令。若每个地址字段均为6位，且双地址指令有10条，问单地址指令最多可以有多少条？2、某机有10条指令，使用频度为：0.01,0.15,0.12,0.07,0.08,0.13,0.15,0.03,0.17,0.09。试计算操作码的平均码长。（1）用等长二进制编码（2）用huffman编码（3）只有2种码长的扩展操作码（平均码长最短）。3．已知如下指令序列，完成双精度浮点数组运算X=a+X：Loop:LDF0,0(R1)ADDDF4,F0,F2SD0(R1),F4SUBIR1,R1,#8BNEZR1,Loop其中（R1）的值为32的倍数，设有1个周期的转移延时。设指令流水分为5段：IF,ID,EX,MEM,WB.其中浮点加法指令需要4个时钟周期，记为A1,A2,A3,A4。采用Forwarding技术。画出第一个循环的流水线运行时空图。4.求向量Y=aX+Y，X和Y为128个元素的向量，在Cray-1向量机上实现，需分解为下列向量指令：1.LVV1,X2.MULTSVV2,R0,V13.LVV3,Y4.ADDVV4,V2,V35.SVY,V4其中，a在标量寄存器R0中，假设在该向量处理机中，Tloop=15，向量存储部件启动需12个时钟周期，向量加法部件启动6个，向量乘法部件启动7个时钟周期，向量寄存器长度为MVL=64，功能部件的执行时间分别为：访存部件6拍，向量乘法部件7拍，向量加法部件6拍，打入寄存器及启动功能部件各需1拍，当用下列2种方式工作时，各需多少拍才能得到全部结果？(1)不采用链接技术，请写出指令执行时的编队，并计算总执行时间；(2)采用链接技术，请写出指令执行时的编队，并计算总执行时间；指令时钟周期1234567891011121314LDIFIDExMEMWBADDDSDSUBIBNEZ5.某台计算机的时钟频率为1GHz，物理地址的长度为32位，按字节编址，使用16KB的数据CACHE和16KB的指令CACHE，块大小都为16B，采用直接映象。数据CACHE的失效率为6.4%，指令CACHE的失效率为1.3%，命中时间均为1个时钟周期，失效开销均为50个时钟周期。试计算：（1）请指出在存取CACHE时，块内偏移、索引和标识分别占多少位？（2）在该机器执行的程序，其各类指令理想状态下的CPI和访存次数及使用频度分别如下表，求平均访存时间和实际CPI和CPU时间（注：指令条数用IC来表示）操作类型操作数量理想CPI指令访问次数数据访问次数ALU50%110LOAD25%211STORE15%211其它指令10%210