《计算机组成与系统结构》课程习题解答
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简介：
本书为《计算机组成与系统结构》课程提供详尽的习题解析，涵盖计算机硬件基础、指令系统及存储体系等内容，旨在帮助学生深入理解和掌握相关理论知识。
对于 P1，M2 比 M1 快一倍；而对于 P2，则是 M1 比 M2 快一倍。
详细分析如下：
- 对于处理器 M1：
- 执行程序 P1 的速度为：\( \frac{200\text{MB}}{10} = 20MIPS \)
- 执行程序 P2 的速度为：\( \frac{300k}{0.003s} = 100MIPS \)
- 对于处理器 M2：
- 执行程序 P1 的速度为：\( \frac{150\text{MB}}{5} = 30MIPS \)
- 执行程序 P2 的速度为：\( \frac{420k}{0.006s} = 70MIPS \)
从执行效率来看，对于程序 P2，由于 \(100/70=1.43\) 倍的关系，可以得出 M1 比 M2 快约 0.43 倍。
- 在处理器 M1 上运行 P1 的平均时钟周期数（CPI）为：\( \frac{800M}{(200×10^6)} = 40 \)
- 在处理器 M2 上运行 P1 的平均时钟周期数（CPI）同样为：\( \frac{1.2G}{(150×10^6)}=40 \)
考虑在执行程序 P1 时，M1 和 M2 的性价比。由于用户主要关心系统的响应时间，因此性能的评估应基于执行时间。性价比 \( R \) 可以通过公式计算：\( R = 1/(执行时间×价格) \)，其中 \(R\) 越大表示性价比较高。
根据此标准：
- 因为 \(10\times5000 > 5\times8000\), 则 M2 的性价比更高，因此应选择 M2。
同时对于 P1 和 P2 需要同等考虑时的性能评估方式包括执行时间总和、算术平均及几何平均：
- 若采用算术平均的方式，则：
- 因为 \( \frac{(10+0.003)}{2}\times5000 > \frac{(5+0.06)}{2}×8000\), 所以 M2 的性价比更高，应选择 M2。
- 若采用几何平均的方式，则：
- 因为 \( \sqrt(10\times0.03) ×5000 < \sqrt(5\times0.6) ×8000\), 故此时 M1 的性价比较高，因此应选择 M1。
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