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中等
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2013年5月第41题
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某台计算机的CPU主频为1.8GHz,如果2个时钟周期组成1个机器周期,平均3个机器周期可完成1条指令,则该计算机的指令平均执行速度为(300)MIPS。

问题(1)
浓缩知识点

MIPS是衡量CPU指令平均执行速度的常用指标,全称每秒百万条指令数。计算MIPS需关联三个核心参数:一是主频,即CPU每秒产生的时钟周期数,单位通常为GHz,1GHz等于10^9Hz;二是机器周期,完成一项基本硬件操作的最小单位时间,由若干个时钟周期构成;三是指令周期,执行单条指令所需的时间,由若干个机器周期组成。具体计算逻辑为,先推导单条指令对应的时钟周期总数,即指令周期包含的机器周期数乘以单个机器周期的时钟周期数,再用主频数值除以单条指令时钟周期数与10^6的乘积,得到的结果即为MIPS值。需要注意的是,MIPS仅以指令执行的数量维度衡量性能,未考虑不同指令的计算复杂度差异,因此在对比不同指令集架构的CPU性能时,该指标的参考性存在局限性,不能完全等同于CPU的实际运算能力。

正确答案
A

本题考察的是CPU性能指标(MIPS 计算)

  1. 主频:f=1.8 GHz=1.8×109 Hzf = 1.8 \text{ GHz} = 1.8 \times 10^9 \ \text{Hz}
  2. 机器周期:每个机器周期需要 2 个时钟周期。
  3. 执行 1 条指令所需的时钟周期数:3 机器周期×2 时钟周期/机器周期=6 时钟周期3 \ \text{机器周期} \times 2 \ \text{时钟周期/机器周期} = 6 \ \text{时钟周期}
  4. 指令执行速度(MIPS):

MIPS=主频每条指令所需时钟周期数×106=300\text{MIPS} = \frac{\text{主频}}{\text{每条指令所需时钟周期数} \times 10^6}= 300

因此答案是 300 MIPS

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