计算机组成原理与系统结构：课后习题解析与性能比较

"《计算机组成原理与系统结构》课后习题答案包含了对计算机性能评估、MIPS计算以及性价比分析的问题解答。" 本题目涉及的知识点主要包括： 1. **计算机性能评估**：通过比较不同机器上程序的执行时间和指令条数，可以评估计算机的性能。在这个例子中，我们对比了M1和M2两台机器在运行P1和P2这两个基准测试程序时的表现。 2. **MIPS（Millions of Instructions Per Second）**：MIPS是一种衡量计算机处理器性能的指标，表示每秒处理的百万条指令数。通过程序的指令条数和执行时间，我们可以计算出MIPS值。例如，M1上P1的速度是20MIPS，而M2上P2的速度是70MIPS。 3. **平均时钟周期数CPI（Cycles Per Instruction）**：CPI用于衡量处理器效率，表示执行一条指令所需的平均时钟周期数。这里，M1和M2在执行P1时的CPI都是40，意味着每条指令平均需要40个时钟周期。 4. **性价比**：在选择机器时，不仅要看性能，还要考虑价格。性价比是性能与价格的比值，通常用执行时间的倒数来表示性能。当用户关心响应时间时，性价比更高的机器应选择执行时间更短且价格相对合适的。在问题（4）中，M2具有更高的性价比。 5. **综合性能评估**：在问题（5）中，用户需要同时考虑P1和P2的性能，可以采用不同的方法，如执行时间总和、算术平均或几何平均。选择哪种方法取决于具体的应用场景和用户需求。 6. **决策依据**：在购买大量机器时，用户应根据其主要关注的性能指标（如响应时间、吞吐量等）和成本效益进行选择。在本例中，如果用户主要关心响应时间，那么M2对于运行P1的用户更合适，而对于同时运行P1和P2的用户，需要根据综合性能评估的结果来决定。 这些知识点反映了计算机系统设计和性能分析的基本原理，对于理解和评价计算机硬件性能具有重要意义。通过这样的习题，学生能够深入理解计算机组成原理中的关键概念，并学会如何在实际应用中进行性能评估和决策。