计算机系统结构复习题-豆柴文库

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Question4
Asingle-issueprocessorusestomasulo’salgorithminitsfloating-pointunit,whichhasoneadderandonemultiplier,eachwithitsownsetofreservationstation,thereisonlyoneCDB,andbroadcastonthisCDBtakesanentirecycle.theprocessorisexecutingthefollowingsequenceofinstructionand,foreachinstruction,weshowthecycleinwhichtheinstructionisfetched,decoded,issued,beginstoexecute,andwritesresult.
单发射处理器在其浮点单元中使用托马斯算法，其具有一个加法器和一个乘法器，每个具有其自己的一组保留站，只有一个CDB，并且在该CDB上广播需要整个周期。处理器正在执行以下指令序列，并且对于每个指令，我们示出指令被取出，解码，发出，开始执行和写入结果的周期。
instructionfetchdecodeissueexecuteWriteresultI1MULR1,R2,R212348I2ADDR1,R1,R2234910I3MULR2,R2,R3345813I4ADDR3,R1,R14561112I5MULR1,R1,R15671216I6ADDR2,R3,R46711????I7ADDR1,R5,??78131718
whatisthelatencyofthemultiplier?4
Isthemultiplierpipelined?N
Howmanyreservationstationaretherefortheadder?2
InwhichcycledoesI6begintoexecute?13
Whichregisterdoes??RepresentinI7R1
IftheprioryforusingCDBdependsonthetypeofinstruction,betweenADDandMULthepriorityforusingtheCDBgoesto___?ADD

Question8（书本92页）
.Loop:	LDR1,0(R2)			;loadR1fromaddress0+R2
DADDIR1,R1,#1		;R1=R1+1
SDR1,0,(R2)		;storeR1ataddress0+R2
DADDIR2,R2,#4		;R2=R2+4
DSUBR4,R3,R2		;R4=R3-R2
BNEZR4,Loop		;branchtoLoopifR4!=0
AssumethattheinitialvalueofR3isR2+396.
答案：（1）依题意可得，指令序列执行的流水线时空图如下：
1234567891011121314151617181920211IFIDEXMEWB2IFIDEXMEWB3IFIDEXMEWB4IFIDEXMEWB5IFIDEXMEWB6IFIDEXMEWB1IFIFIDEXME
时钟周期为：17*98+18=1684
（2）依题意可得，指令序列执行的流水线时空图如下：

1234567891011121314151IFIDEXMEWB2IFIDSEXMEWB3IFSIDEXMEWB4IFIDEXMEWB5IFIDEXMEWB6IFIDEXMEWB7IFMissMissIFIDEXMEWB
					时钟周期为：10*98+11=991
（3）依题意可得，指令序列执行的流水线时空图如下：

12345678910111IFIDEXMEWB2IFIDEXMEWB3IFIDEXMEWB4IFIDEXMEWB5IFIDEXMEWB6IFIDEXMEWB1IFIDEXMEWB
时钟周期为：6*98+10=598
Question9
9a)Whatistheeffectiveaccesstimeofacachememorysysteminwhichthereisa2-waysetassociativecache,havingthefollowingparameters:
Parameter:Value:numberofsets1024setslinesize16wordscacheaccesstime15ns/linemainmemoryaccesstime70ns/wordmainmemoryaddressspacesize256Mwordscachehitrate95%Labelthefieldsofthememoryaddressbelowu