计算机系统结构(中科院-胡伟武-2016)课后习题答案-第二章

1.解：A为10MIPS，B为20MIPS，C为40MIPS。三台机器实际性能相同。2.解：加速比y与向量化比例x之间的关系是：y=1/((1-x)+x/8)=1/(1-7x/8)……(A)(1)(2)在式(A)中令y=2，可解得x=4/7≈57.14%。此时向量模式运行时间占总时间比例是((4/7)/8)/(3/7+((4/7)/8))=1/7=14.29%(3)硬件方法，整体加速比为1/(1-0.7*(1-1/16))=2.91软件方法，设相同加速比下向量化比例为x，即1/(1-7x/8)=2.91,x=0.75所以推荐软件方法。3.解：(1)MIPSEMUL=(I+F×Y)/(W×106)；MIPSFPU=(I+F)/(B×106)(2)120=(I+8×106×50)/(4×106)=I=80×106(3)80=(80×106+8×106)/(B×106)=B=1.1(4)MFLOPS=F/((B-((W*I)/(I+F*Y)))×106)≈18.46(5)决策正确，因为执行时间缩短了，这才是关键标准。4.解：(1)y=12.29386-0.18295x+0.0015x2(2)y=342.47443-6.36386x+0.02727x25.解：1.1V下静态功耗1.1*1.1/(1.05/0.5)=0.576W1.1V下1GHZ时动态功耗为1.1*2.5-0.576=2.174W1.1V下0.5GHZ功耗功耗为2.174*0.5/1=1.087W1.1V下0.5GHZ总功耗为1.087+0.576=1.663W01234567810.90.80.70.60.50.40.30.20.106.解：a)先证明N=2k时，正数1212()/NNNaaaNaaa。对k进行数学归纳法即可。当2k-1N2k时，令12()/NAaaaN，则(2)2121212()/((2))/2kkkkNNNNAaaaNaaaNAaaaA。若12NNaaaA，2(2)(2)212kkkkNNNNAaaaAAAA，矛盾。因此当当2k-1N2k时，1212()/NNNaaaNaaa。b)证：假设参考机的程序分值为Z={0Z，11,,nZZ}，其中n为SPECCPU2000中的程序个数；而A机器的程序分值为X={011,,,nxxx}B机器的程序分值为Y={011,,,nyyy}则有：A机器的性能为：01101******nnnxxxZZZ，B机器的性能为：01101******nnnyyyZZZ从而，A与B机器的性能比为：0110101101101101******************nnnnnnnnnxxxZZZxxxyyyyyyZZZ可见，其结果与参考样机无关。故得证。7.解：AMD4核Barcelona，2.8G，3发射每个核1个128位浮点向量功能部件和1个128位浮点加法向量部件，峰值性能4*4*2.8=44.8GFlops。2路L1I64KB；2路L1D64KB3latency；16路L2512KB；32路2MB共享L3，内存带宽21.34GB/sIntel4核Nehalem（i7），2.5G-3G，4发射每个核1个128位浮点向量功能部件和1个128位浮点加法向量部件，峰值性能4*4*3=48GFlops。4路L1I32KB；4路L1D32KB4latency；8路256KBL212latency；16路8MBL330-40latency；内存带宽31.92GB/s运行SPEC测试：