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102年 - 102 專技高考_專利師(選試專業英文及計算機結構)、專利師(選試專業日文及計算機結構):計算機結構#26086
> 申論題
題組內容
二、效能一般指的是計算機執行機器碼程式時的速度,通常以所需的時間來反映。相關計算 式如下:程式執行時間=執行的機器指令數 ×平均每道指令所花費時脈數 ×時脈週期
⑵透過積體電子技術無法改善上式中那些參數?並扼要說明之。(7 分)
相關申論題
⑶若機器碼程式共執行了 1010道指令,其中 45%為數據處理(data processing)類指 令,其平均每道指令所花費時脈數為 1.5;30%為數據搬移(data movement)類 指令,其平均每道指令所花費時脈數為 2.5;20%為控制流向(control flow)類指 令,其平均每道指令所花費時脈數為 4.0;其餘為系統呼叫(system call)類指令, 其平均每道指令所花費時脈數為 20.0。則程式執行時間在時脈頻率為 5 GHz 時為 若干?(7 分)
#40570
⑴一般是如何定義出字元(word)的大小?(6 分)
#40571
⑵若稱其記憶體空間有 4 GB(G 表 giga 或稱為接近 109 的 2 的整數次方值;B 表 byte),則一般稱其為幾個位元的架構?(7 分)
#40572
⑶何謂管線化(pipelined)的指令執行方式?何謂超純量(superscalar)的指令執行 方式?(7 分)
#40573
⑴若僅考慮數據相依性(data dependency)造成的管線停頓,以致於 35%的指令需 停頓 1 個週期、25%的指令需停頓 2 個週期。則此時的 CPI 將為若干?(6 分)
#40574
⑵若僅考慮控制相依性(control dependency)造成的管線停頓,以致於在 20%的控 制流向指令中,有 40%因不改變控制流向而不需停頓,另 60%因改變控制流向而 需停頓 4 個週期。則此時的 CPI 將為若干?(7 分)
#40575
⑶同時考慮數據相依性及控制相依性時,有 1/5 的數據相依造成的管線停頓及 1/3 的控制相依造成的管線停頓將與另一種管線停頓重疊。則此時的 CPI 將為若干? (7 分)
#40576
⑴同時配備有指令快取記憶體(instruction cache memory)及數據快取記憶體(data cache memory)有何特殊重要性及優勢?請針對 RISC 的特性作答。(6 分)
#40577
⑵程式中那些類別的指令會用到指令快取記憶體?那些類別的指令會用到數據快取 記憶體?並分別具體舉例說明之。請儘量用專業的指令類別名稱答題。(7 分)
#40578
⑶設程式執行時對指令快取記憶體及數據快取記憶體的存取數比例為 2:1,且在理 想快取設計下的每道指令時脈數(CPI)為 1。若實際情況下指令快取記憶體的 錯失率(miss rate)為 20%,錯失懲罰(miss penalty)為 12 個時脈週期;數據快 取記憶體的錯失率為 35%,錯失懲罰為 15 個時脈週期。則實際的 CPI 為若干? (計算結果請取至小數點後一位。)(7 分)
#40579
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