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109年 - 109 一般警察特種考試_二等_刑事警察人員數位鑑識組:計算機系統(包括計算機結構、作業系統)#87125
> 申論題
題組內容
四、給定一個混合有不同指令集的 benchmark 測試程式,每種指令集有不同的平均週期數(clock per instruction, CPI),如下表,我們利用此 benchmark 來測試一個 2-GHz 的處理器。
(一)假設 benchmark 中所有指令數目為 5x10
9
,請問有效平均週期數 (effective CPI)是多少?此 benchmark 的執行時間(execution time) 為何?
相關申論題
(一)請根據以下的四種演算法:First Come First Serve(FCFS)、Shortest Job First(SJF)、Non-Preemptive Priority(a smaller priority number implies a higher priority)、Round Robin(quantum = 4),畫出時間甘特圖來描 述 CPU 處理五個行程的使用情形。
#352956
(二)請計算出四種演算法的平均等待時間為何?(請列出計算過程)
#352957
二、某多項式 P(x)= a + bx5 + cx10 + dx15,a, b, c, d 均為非零整數。給定一 x值,在求 P(x)值時,請問最少需要做多少次乘法運算?最少需要做多少次加法運算?
#352958
三、在一個分頁系統中,使用了轉譯旁觀緩衝區(translate look-aside buffer, TLB)的硬體裝置能有效提高其系統中分頁表(page table)的效能,假 設 TLB 的命中率(hit ratio)為 90%,TLB 的存取時間為 10 奈秒(nano second, ns),記憶體存取時間為 100 奈秒(ns)。請問使用單層分頁表 (single-level page table)的有效記憶體存取時間(effective memory-access time, EAT)為何?使用雙層分頁表(two-level page table)的有效記憶體 存取時間(EAT)為何?
#352959
(二)假設我們設計了一個最佳化編譯器能將 branch 指令集減少 2/3,能將 Integer ALU 指令集減少 1/3,請問有效平均週期數變為多少?請問此 最佳化編譯器的效能加速提升(speedup)為何?(依據 Amdahl 法則 中的定義,效能加速提升為提升後的執行時間除以提升前的執行時 間)
#352961
(三)依據原來的 benchmark 指令集表格,假設我們設計了一個效能改善的 方法,能將 float-point 指令集的 CPI 減少到 4,請問有效平均週期數 變為多少?效能加速提升為何?
#352962
五、給定一個以 byte 為最小單位(byte-oriented)的記憶體分頁管理系統,邏輯 位置(logical address)空間共有 128 個分頁(page),每頁大小 1,024 bytes,實體記憶體(physical memory)共有 512 個欄(frame)。請問在此記憶體分頁管理系統中,邏輯位置最少需要多少個 bit 才能描述?實體位置最少需要多少個 bit 才能描述?
#352963
(二)高階語言所寫的應用程式需要編譯器翻譯成機器語言組成的目的程 式以便執行。原始程式在編譯過程中,會經過那四個主要步驟的處 理?請依先後順序寫出這些步驟並詳細說明分別做那些處理。如果程 式有 bug,編譯器會發現錯誤並給予錯誤訊息,上述四個步驟各具有 找出一些錯誤的功能。請分別寫出編譯器上述各步驟所能偵測到的程 式問題的類型與範例。(15 分)
#556907
(一)說明輸入/輸出設備為什麼需要 Input/Output Interface 之理由?舉例說 明 Input/Output Interface 的功用為何?(10 分)
#556906
(二)假設某個電腦程式包含兩個主要部分的工作:要將 N 個純量加總以及 兩個 NxN 二維矩陣相加。工程師打算購買 Multi-core Processor 以縮短 計算時間,現在他考慮兩個方案的處理器,方案 A:含有 10 Cores, 價格是 20 萬元。方案 B:含有 100 Cores,價格 300 萬元。若不考慮 其他因素,當 N 值在什麼區間時,方案 A 會有較大的 Speedup?當 N=100 的情況,計算出兩個方案各別的 Speedup、並評估那個方案具 有較高的成本效益?(15 分)
#556905
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