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111年 - 111 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#110423
> 申論題
五、下列組合語言程式
1w $t1, 0($s3)
add $t0, $t1, $s2
將記憶體裡面的資料載入暫存器$t1,然後使用該暫存器的內容於接下 來的加法運算。這樣的程式在管線化(pipelining)時,為什麼會有或沒 有危障(hazard)?如果有,是那一種危障?是否可以利用硬體加速?如 果可以,請說明其方法。加速後能不能完全沒有停頓(pipeline stall)?
相關申論題
一、假設 C 語言的指令f = (g - h) - (i - j)被編譯成組合語言的指令時,會將其中的變數 f,g,h,i,j 分別存放在暫存器$s0,$s1,$s2,$s3,$s4。已知組合語言指令sub $t0, $s1, $s2將$s1 的內容減$s2 的內容以後儲存在暫存器$t0。則上述的 C 語言指令會被編譯成怎樣的組合程式片段?
#472897
二、請定義位元組(byte)及字組(word) ,並說明定義的理由,請務必涵蓋 是否分別等於多少個位元(bit),以及是否與處理器的硬體組成有什麼關 係。如果在暫存器之間傳送一個位元組需要 T 秒,則傳送一個字組、兩 個字組及四個字組分別需要多少時間?
#472898
三、有一處理器的時脈週期時間(clock cycle time)為 2 奈秒(ns),錯失懲 罰(miss penalty)為 20 個時脈週期,每一個指令的錯失率(miss rate) 為 0.04,快取記憶體(cache)存取時間(包含偵測是否命中)為 1 個時 脈週期。假設讀與寫的錯失懲罰相同,並且忽略寫入停頓(stall) ,則平 均記憶體存取時間(average memory access time)為多少奈秒?請詳細說 明計算過程,否則不予計分。
#472899
四、假設在執行程式時,CPI(clock cycles per instruction)從 1.5 變成 2,時 脈速率(clock rate)從 900 MHz 變成 800 MHz,則執行時間會變成原來 的幾倍?請詳細說明計算過程,否則不予計分。
#472900
(二)當 forwarding unit 有作用時,請列出在第五個 clock cycle 結束時,在 MIPS 五級 pipeline stage(IF, ID, EXE, MEM, WB)中各有那個指令在執行?(若沒有指令在執行,那就列為 nop 指令) (13 分)
#551550
(一)如果電路中沒有 forwarding unit,請列出在第五個 clock cycle 結束時,在 MIPS 五級 pipeline stage(IF, ID, EXE, MEM, WB)中各有那個指令在執行?(若沒有指令在執行,那就列為 nop 指令) (12 分)
#551549
(四)有一個 direct mapped cache,它有 8 個 block,每個 block 存一筆 memory word。假設一開始該 cache 內容全部空白,請問依序存取八筆 memory word(address 依序為 0, 4, 8, 4, 8, 0, 3, 0)後,總共有幾次 cache miss? (10 分)
#551548
(三)以上兩者的工作原理有什麼相近之處?(5 分)
#551547
(二)何謂虛擬記憶體(virtual memory)?(5 分)
#551546
(一)何謂快取記憶體(cache memory)?(5 分)
#551545
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