计算机组成与系统结构课后答案解析：M1与M2性能比较

"该文档包含了计算机组成与系统结构课程的习题答案，主要涉及计算机性能评估、速度比较、MIPS指标计算以及性价比分析等概念。由清华大学出版社袁春风主编的教材配套习题解答，适用于学习计算机硬件基础的学生或教师。" 在计算机性能评估中，常用的指标包括执行时间和指令条数。在本题中，有两个基准测试程序P1和P2，分别在M1和M2两台机器上运行。通过比较它们在不同机器上的运行时间，可以分析出机器性能的差异。 （1）对于P1，M2的执行时间为5000/10=500秒，而M1的执行时间为10000/200=50秒，所以M2比M1快一倍。对于P2，情况相反，M1的执行时间为300000/300=1000秒，M2为840000/420=2000秒，因此M1比M2快一倍。 （2）MIPS（Million Instructions Per Second，每秒百万指令数）是衡量处理器速度的一个重要指标。在M1上，P1的速度为200MIPS，P2为100MIPS；在M2上，P1的速度为30MIPS，P2为70MIPS。对于P2，M1的速度快于M2。 （3）平均时钟周期数（CPI，Cycles Per Instruction）表示执行一条指令所需的平均时钟周期数。在M1上，P1的CPI为10×800M/(200×10) = 40，M2上P1的CPI为5×(150×10^6)/150 = 40。 （4）当用户关心响应时间时，性价比的计算应考虑执行时间和价格的综合因素。M1的性价比R（执行时间×价格的倒数）小于M2，因为M2在执行P1时的总成本（执行时间×价格）更低。 （5）对于同时使用P1和P2的用户，如果关注响应时间，性价比的计算方法会有所不同。例如，采用算术平均或几何平均来衡量性能。算术平均表明M2的性价比更高，而几何平均则表明M1更优。 这个案例展示了如何通过比较不同计算机的性能指标来做出购买决策，这在实际的系统设计和优化中是非常关键的。理解这些概念有助于评估计算机的性能，并根据特定需求选择最适合的硬件。