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【论述题】若机器M1和M2具有相同的指令集，其时钟频率分别为0.8GHz和1.6GHz。在指令集中有5种不同类型的指令A～E。表1.5给出了在M1和M2上每类指令的平均时钟周期数CPI。请回答下列问题：（1）M1和M2的峰值MIPS各是多少？（2）假定某程序P的指令序列中，5类指令具有完全相同的指令条数，则程序P在M1和M2上运行时，哪台机器更快？快多少？在M1和M2上执行程序P时的平均时钟周期数CPI各是多少？

【论述题】若机器M1和M2具有相同的指令集，其时钟频率分别为0.8GHz和1.6GHz。在指令集中有5种不同类型的指令A～E。表1.5给出了在M1和M2上每类指令的平均时钟周期数CPI。请回答下列问题：（1）M1和M2的峰值MIPS各是多少？（2）假定某程序P的指令序列中，5类指令具有完全相同的指令条数，则程序P在M1和M2上运行时，哪台机器更快？快多少？在M1和M2上执行程序P时的平均时钟周期数CPI各是多少？

发布时间：2025-02-26 16:02:28

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答案：【分析解答】（1）计算峰值MIPS时应该选择CPI最少的指令，故在M1上可以选择一段全部由A类指令组成的程序，其峰值MIPS为800/1=800MIPS，在M2上可以选择一段全部由A类和B类指令组成的程序，其峰值MIPS为1600/2=800MIPS（2）对于程序P，每类指令的条数均占1／5，故M1的CPI为CPI1=(1+2+2+3+4)/5=2.4，M2的CPI为CPI2=(2+2+4+5+6)/5=3.8。当然，不能根据以上结果说明程序P在M1上运行更快，因为M1和M2的时钟频率不同。假设程序P的指令条数为N，则P在M1上的执行时间为2.4xNx1/0.8=3.0N（单位为ns）；在M2上的执行时间为3.8xNx1/1.6=2.375N（单位为ns），所以，M2执行P的速度更快，每条指令平均快0.625ns。从该题可以看出，虽然程序P在M1中每条指令执行所花的时钟周期数少，但是，因为M2的时钟频率更快，因而时钟周期更短，使得每条指令的平均执行时间更短。

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