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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

科目：計算機結構 | 年份：102年 | 選擇題數：0 | 申論題數：15

試卷資訊

所屬科目：計算機結構

選擇題 (0)

申論題 (15)

⑴兩個計算機使用的編譯器（compiler）是否可為同一個？為何如此？（6 分）
⑵轉譯成機器碼後，兩個計算機的機器碼一般而言何者有較多道指令？為何如此？ （7 分）
⑶執行該程式的機器碼時，兩個計算機一般而言何者較快？為何如此？（7 分）
⑴透過編譯器與組譯器（assembler）可以改善上式中那些參數？並扼要說明之。 （6 分）
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）
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）
⑴一般是如何定義出字元（word）的大小？（6 分）
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）
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）
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）
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）
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）
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）
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）
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）