试题2（2005年5月试题6~7）

    微机A和微机B采用同样的CPU,微机A的主频为800MHz而微机B为1200MHz.若微机A的平均指令执行速度为40MIPS,则微机A的平均指令周期为__（6）__ns,微机B的平均指令执行速度为__（7）__MIPS.

    （6）A.15     B.25    C.40    D.60

    （7）A.20     B.40   C.60      D.80

    试题2分析

    计算机的时钟频率在一定程度上反映了机器速度，一般来讲，主频越高，速度越快。但是相同频率、不同体系结构的机器，其速度和性能可能会相差很多倍。通常来说，提高处理器的时钟频率能够提高系统的性能，因为在同样的时间内，提高时钟频率，使得时钟周期减少，指令的执行时间减少。

    在计算机发展的初期，曾用加法指令的运算速度来衡量计算机的速度，速度是计算机的主要性有指标之一。因为加法指令的运算速度大体上可反映出乘法、除法等其他算术运算的速度，而且逻辑运算、转移指令等简单指令的执行时间往往设计成与加法指令相同，因此加法指令的运算速度有一定代表性。

    表示机器运算速度的单位是KIPS（每秒千条指令），后来随着机器运算速度的提高，计量单位由KIPS发展到MIPS（每秒百万条指令）。常用的有峰值MIPS、基准程序MIPS和以特定系统为基准的MIPS.MFLOPS表示每秒百万次浮点运算速度，衡量计算机的科学计算速度，常用的有峰值MFLOPS和以基准程序测得的MFLOPS.

    MFLOPS可用于比较和评价在同一系统上求解同一问题的不同算法的性能，还可用于在同一源程序、同一编译器以及相同的优化措施、同样运行环境下以不同系统测试浮点运算速度。由于实际程序中各种操作所占比例不同，因此测得MFLOPS也不相同。MFLOPS值没有考虑运算部件与存储器、I/O系统等速度之间相互协调等因素，所以只能说明在特定条件下的浮点运算速度。

    在本题中，微机A的平均指令执行速度为40MIPS,即微机A平均每秒执行4千万条指令，因此其平均指令周期（Cycle Per Instruction,CPI）为（1/4千万）秒，即

    CPI = 0.25×10-7s = 25×10-9s = 25ns

    因为微机B的主频为1200MHz,是微机A主频的1200/800 = 1.5倍，所以，微机B的平均指令执行速度应该比微机A的快1.5倍，即40×1.5 = 60MIPS.

    试题2答案

    （6）B    （7）C