目录
- 1. 思考你能想到的软件兼容的例子
- 2.计算机指令系统设计所涉及的内容有哪些
- 3.对于一个容量为 3 个块的全相联 Cache，假定访问的地址快好序列为 1，2， 3，4，1，2，3，4，分别用 FIFO 算法和 LRU 算法，写出其队列变换情况，并得出结论
- 4. 对于一个全相联 Cache,假定访问的地址块号序列为 1，2，3，4，1，2，5， 1，2，3，4，5，在先进先出替换方式下，分别写出分配给程序的主存页面是 3 页和 4 页的情况下，其队列的变换情况，并得出结论。
- 5. 经统计,某机器14条指令的使用频度分别为:0.01，0.15,0.12,0.03，0.02,0.04，0.02，0.04，0.01，0.13，0.15，0.14，0.11，0.03。分别求出用等长码、Huffman码、只有两种码长的扩展操作码3种编码方式的操作码平均码长。
- 6.若某机要求：三地址指令 4 条，单地址指令 255 条，零地址指令 16 条。设指令字长为 12 位，每个地址码长为 3 位。问能否以扩展操作码为其编码？如果其中单地址指令为 254 条呢？说明其理由。
- 7.何谓指令格式的优化？简要列举包括操作码和地址码两部分的指令格式优化可采用的各种途径和思路。
- 8.某模型机 9 条指令使用频率为：ADD(加) 30% ，SUB（减）24% ，JOM（按负转移）6%，STO（存）7%，JMP（转移） 7%，SHR（右移）2%，CIL（循环） 3%，CLA（清加） 20%，STP（停机） 1%。要求有两种指令字长，都按照双操作数指令格式编排，采用扩展操作码，并限制只能有两种操作码码长。设该机有若干通用寄存器，主存为 16 位宽，按字节编址，采用按整数边界存储。任何指令都在一个主存周期中取得，短指令为寄存器——寄存器型，长指令为寄存器——主存型，主存地址应能变址寻址。
- 9.假设指令的解释分取指、分析与执行 3 步，每步的时间相应为 t 取指，t 分析， t 执行
- 10.流水线有 4 个功能部件组成，每个功能部件的延迟时间△t，当输入 10 个数据后间歇 5△t，又输入 10 个数据，如此周期性地工作，求出流水线的吞吐率。
- 11.为提高流水线效率可采用哪两种主要途径来克服速度瓶颈？现有 3 段流水线，各段经过时间依次为△t，3△t，△t，
1. 思考你能想到的软件兼容的例子
软件兼容性是指不同软件或硬件系统之间能够正常协同工作的能力。以下是一些软件兼容性的例子:
1）操作系统兼容性:
a. Windows应用程序与Windows操作系统兼容;
b. macOS应用程序与macOS操作系统兼容;
c. Linux应用程序与不同Linux 发行版兼容。
2〉文件格式兼容性:不同办公套件,例如Microsoft Office、LibreOffice、Google Docs 等之间的文件格式兼容性;
3）游戏兼容性:游戏与不同游戏平台(PC、Xbox、PlayStation、NintendoSwitch）之间的兼容性;
4)移动设备兼容性:移动应用程序在不同设备分辨率和屏幕尺寸上的兼容。
在软件开发和使用过程中，兼容性是一个关键问题，因为它确保了用户能够顺利地使用不同软件和硬件组件，而不会出现不必要的问题或错误。
向后兼容：对于intel的x86指令集，无论是新款cpu还是老款cpu都是兼容的
向前兼容：浏览器遇到新的html语言时，可以忽略不支持的标签，仍然正常显示
向上兼容：基于 Intel386 的PC兼容机上所有的软件也可以运行在 486或更高 的机型上。
向下兼容：基于Pentium微处理器的PC兼容机可以运行早期在486上运行的全部软件。
2.计算机指令系统设计所涉及的内容有哪些
指令系统的设计包括指令的功能设计和指令格式的设计。指令的功能设计确定哪些基本功能应该由硬件实现，哪些功能由软件实现，指令的格式设计就是确定指令字的编码方式；指令系统的基本要求是完整性，规整性，正交性，高效率性和兼容性。
1）指令集架构（ISA，Instruction Set Architecture) : ISA定义了计算机硬件和软件之间的接口，包括指令集、寄存器、数据类型、内存管理等方面的规范。ISA 的选择将影响计算机的性能、兼容性和可编程性。
2)指令集功能设计:选择RISC还是CISC;
3)指令集格式的设计:变长编码格式、固定长度编码格式和混合型编码格式3种;
4)寻址方式的设计:设置寻址方式可以通过对基准程序进行测试统计,察看各种寻址方式的使用频率，根据适用频率设置必要的寻址方式;
5）寻址方式的表示:可以将寻址方式编码于操作码中，也可以将寻址方式作为一个单独的域来表示;
6）操作数表示和操作数类型:主要的操作数类型和操作数表示的选择有:浮点数据类型、整型数据类型、字符型、十进制数据类型等等;
3.对于一个容量为 3 个块的全相联 Cache，假定访问的地址快好序列为 1，2， 3，4，1，2，3，4，分别用 FIFO 算法和 LRU 算法，写出其队列变换情况，并得出结论
4. 对于一个全相联 Cache,假定访问的地址块号序列为 1，2，3，4，1，2，5， 1，2，3，4，5，在先进先出替换方式下，分别写出分配给程序的主存页面是 3 页和 4 页的情况下，其队列的变换情况，并得出结论。
5. 经统计,某机器14条指令的使用频度分别为:0.01，0.15,0.12,0.03，0.02,0.04，0.02，0.04，0.01，0.13，0.15，0.14，0.11，0.03。分别求出用等长码、Huffman码、只有两种码长的扩展操作码3种编码方式的操作码平均码长。
6.若某机要求：三地址指令 4 条，单地址指令 255 条，零地址指令 16 条。设指令字长为 12 位，每个地址码长为 3 位。问能否以扩展操作码为其编码？如果其中单地址指令为 254 条呢？说明其理由。
7.何谓指令格式的优化？简要列举包括操作码和地址码两部分的指令格式优化可采用的各种途径和思路。
8.某模型机 9 条指令使用频率为：ADD(加) 30% ，SUB（减）24% ，JOM（按负转移）6%，STO（存）7%，JMP（转移） 7%，SHR（右移）2%，CIL（循环） 3%，CLA（清加） 20%，STP（停机） 1%。要求有两种指令字长，都按照双操作数指令格式编排，采用扩展操作码，并限制只能有两种操作码码长。设该机有若干通用寄存器，主存为 16 位宽，按字节编址，采用按整数边界存储。任何指令都在一个主存周期中取得，短指令为寄存器——寄存器型，长指令为寄存器——主存型，主存地址应能变址寻址。
9.假设指令的解释分取指、分析与执行 3 步，每步的时间相应为 t 取指，t 分析， t 执行
10.流水线有 4 个功能部件组成，每个功能部件的延迟时间△t，当输入 10 个数据后间歇 5△t，又输入 10 个数据，如此周期性地工作，求出流水线的吞吐率。
Tp = 5/7△t
11.为提高流水线效率可采用哪两种主要途径来克服速度瓶颈？现有 3 段流水线，各段经过时间依次为△t，3△t，△t，
