计算机组成与系统结构课后答案解析：性能比较与选择

"计算机组成与系统结构课程的课后习题答案，包含对不同计算机系统M1和M2性能比较的问题，涉及执行速度、MIPS计算、CPI以及性价比分析。" 在计算机性能评估中，本资料提供了两个基准测试程序P1和P2在不同机器M1和M2上的执行情况。M1和M2分别具有不同的价格和性能指标，通过对比它们的执行时间和指令条数，可以分析出以下关键知识点： 1. **执行速度比较**：对于P1，M2的执行时间更短，因此速度更快，是M1的两倍。对于P2，M1的执行时间更短，速度同样比M2快一倍。 2. **MIPS（每秒百万指令数）计算**：MIPS是衡量计算机性能的一个指标，表示计算机每秒钟能执行的百万条指令数。在M1上，P1的速度是20MIPS，P2是100MIPS；在M2上，P1的速度是30MIPS，P2是70MIPS。对于P2，M1的执行速度比M2快大约43%。 3. **CPI（时钟周期数指令）计算**：CPI是衡量处理器效率的指标，表示执行一条指令所需的平均时钟周期数。在M1上执行P1的CPI为40，在M2上也是40，这意味着在执行P1时，两台机器的效率相同。 4. **性价比分析**：在用户关心响应时间的情况下，性价比R可以通过执行时间和价格的乘积来衡量。由于M2的执行时间更短且价格更高，其性价比R（1/（执行时间×价格））高于M1，因此，对于大量使用P1的用户，选择M2更为合适。 5. **混合负载场景**：如果用户需要同时考虑P1和P2，性能评估方法可能包括执行时间总和、算术平均或几何平均。具体选择哪种方法取决于用户的具体需求。例如，如果使用算术平均，可以根据两个程序的执行时间比例来综合考虑。 这些知识点涵盖了计算机系统性能评估的基本方法，包括执行速度、MIPS计算、CPI以及如何根据实际需求选择性价比高的系统。在实际应用中，理解和掌握这些概念有助于优化计算机系统的配置和资源利用。