Práctica No 2 Digita.. - Escuela de Ingeniería Electrónica

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Instituto Tecnológico de Costa Rica
Escuela de Ingeniería en Electrónica
II Semestre 2007
EL- 3310 Diseño de Sistemas Digitales
Profesores:
Ing. Roberto Pereira Arroyo, M.Sc.
Ing. Adolfo Chaves Jiménez, Lic
PRÁCTICA No. 2
1. Un computador C1 ejecuta un programa en 6 segundos. Un computador C2 ejecuta el
mismo programa. Si C1 es un 50% más rápido que C2, ¿cuánto tiempo requiere el
computador C2 para correr el programa?
2. En un computador con una frecuencia de reloj de 1 GHz se ejecuta un programa con
1000 instrucciones de las cuales el 40% son saltos (2 ciclos de reloj), el 20% son
cargas (4 ciclos de reloj) y el 40% son otras instrucciones (1 ciclo de reloj). ¿Cuánto
tarda el programa en ejecutarse?
3. Se tiene la siguiente información sobre un repertorio de instrucciones:
Tipo de instrucción
Aritmética y lógica enteras
Carga /almacenamiento
Control
Punto flotante
CPI
2
4
2
8
% de uso
50
20
20
10
Calcule el CPI efectivo de un computador que opera con este repertorio de instrucciones
4. En un procesador de que opera a una frecuencia de 40 MHz se ejecuta un benchmark
con la siguiente mezcla de instrucciones y ciclos:
Tipo de instrucción
Aritmética entera
Transferencia de datos
Transferencia de control
Punto flotante
Número
instrucciones
45000
32000
8000
15000
CPI
1
2
2
2
Calcular el recuento de instrucciones (IC), el CPI efectivo, MIPS y el tiempo de ejecución.
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5. Un computador A tiene una frecuencia de reloj de 80 MHz. Ejecuta un programa en 15
segundos. Se quiere diseñar otro computador B, para que ejecute el mismo programa
en 8 segundos. Existe la posibilidad de incrementar la frecuencia de reloj de A,
haciendo que B emplee 1.5 veces el total de ciclos de reloj de A, para el mismo
programa. Calcule la frecuencia de reloj del computador B.
6. Se tienen dos arquitecturas, arquitectura A y arquitectura B. Ambas arquitecturas
tienen el mismo repertorio de instrucciones. A tiene un ciclo de reloj de 12 ns y un CPI
de 1.5 ciclos para un determinado programa. B tiene un ciclo de reloj de 7 ns y un CPI
de 3 ciclos para el mismo programa. ¿Cuál arquitectura es más rápida? ¿Cuánto
más rápida es?
7. Un computador C1 requiere un 50% más de ciclos de reloj que un computador C2
para ejecutar sus programas. La frecuencia de operación de C1 es 3 veces mayor
que la frecuencia de operación de C2. ¿Cuál computador es más rápido? Compare el
rendimiento de los computadores.
8. Se implementa una mejora en un sistema computacional. Gracias a la mejora, el
sistema es 7 veces más rápido que antes. Sin embargo, la mejora se puede utilizar
solamente un 50% del tiempo de ejecución. ¿En cuánto mejoró el rendimiento del
sistema?
9. En un computador a 1GHz la ejecución de la instrucción MOVE A,B, con CPI igual a 3,
supone el 30% del tiempo total de ejecución de un benchmark. Se logra reducir el CPI
a 2. ¿Cuál es la aceleración total lograda en la ejecución del benchmark?
10. Se va a mejorar un computador y se tienen dos opciones: hacer que la ejecución de
las instrucciones de multiplicación tarde 4 veces menos, o que la ejecución de las de
acceso a memoria tarde 2 veces menos. Se ejecuta un programa de prueba antes de
realizar la mejora y se obtienen las siguientes medidas de tiempo de uso de la CPU: el
20% del tiempo es utilizado para multiplicar, el 50% para instrucciones de acceso a
memoria y el 30% restante para otras tareas. ¿Cuál será el incremento de velocidad si
sólo se mejora la multiplicación? ¿Cuál será el incremento de la velocidad si sólo se
mejoran los accesos a memoria? ¿Cuál es el incremento en la velocidad si se realizan
ambas mejoras?