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tinalai>試卷(2020/08/24)

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109 年 - 109 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#90215 

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【非選題】
1.
一、請說明下列有關指令集的問題:

【題組】 ⑴有些 CPU 的指令集的浮點運算(floating point operations)是以可有可 無(optional)的協同處理器(co-processor)的形式來支援。為什麼? (10 分)


【非選題】
2.【題組】⑵如果某個 CPU 沒有配置浮點運算的協同處理器,那它該如何達成浮 點運算?(10 分)

【非選題】
3.

二、某指令集有四類(class)指令,分別為 class A, class B, class C, class D。 此指令集有兩種硬體的實現方式 P1 及 P2。這些指令在 P1 及 P2 的 clock rate 及 CPI(cycles per instruction)如下表。有一個程式總共執行了 10,000 個指令,其中 class A, class B, class C, class D 的指令比重各為 40%, 30%, 20%, 10%。 5f433336a163a.jpg


【題組】 ⑴依該程式在 P1 及 P2 上執行的 CPI 值而言,P1 及 P2 那一個比較快? (10 分)


【非選題】
4.【題組】⑵依該程式在 P1 及 P2 上執行的時間而言,P1 及 P2 那一個比較快? (10 分) . !Q

【非選題】
5.

三、2’s complement 是一種用二進位表示有號數的方法。它的好處是可以在 加法或減法處理中,不需因為數字的正負而使用不同的計算方式。例如, 兩個二進位數字 A 及 B 之減法可表達為 A – B = A + (~B) + 1,其中“~” 是 bitwise not 運算。下圖為一個1-bit Arithmetic Logic Unit (ALU),其中 a, b 為1-bit input signal,Result 為1-bit output signal, Binvert (1 bit, possible values: 0/1), CarryIn (1 bit, possible values: 0/1)及 Operation (2 bits, possible values: 00/01/10/11)為控制訊號。請依序設定這三個控制訊號值,使得 Result = a – b。(20分)5f4333631f442.jpg



【非選題】
6.
四、請說明下列有關高效能處理器的問題:

【題組】 ⑴Pipelining 是指把一個工作拆成多個前後銜接的子工作。如果拆成五個子 工作,理想情況下,這個 pipeline 的效能可以變為原來的幾倍?(10 分)


【非選題】
7.【題組】⑵有那些因素會無法達成上題中的理想效能?(10 分)

【非選題】
8.
五、請說明下列有關記憶體設計的問題:

【題組】

⑴請依下表格式作答,並在空格中以 1~3 之數值(1 最佳,2 其次,3 最 差)來分別評比 SRAM(static random access memory), DRAM(dynamic random access memory), HD(hard disk)的 Speed 及 Capacity。(10 分)5f433396926b0.jpg



【非選題】
9.【題組】⑵如何根據以上的分析,以階層(hierarchical)的方式將這三種 storage devices 組合成為處理器(CPU)的記憶體系統,以優化整體的效能? (10 分)

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