计算机系统结构课后习题五、六、七、八答案 - 图文

⑵ P为所需处理机的数目。由图看出，最底有3个运算并行。P=3。 P台处理机的运算的级数就是树的高度Tp=4。

顺序运算的级数T1与P台处理机的运算的级数Tp之比就是加速比Sp=7/4。 效率Ep=Sp/P=7/(4*3) =7/12。

6. 教材P195- P196。图7.16，图7.17。教材 P204。并行程序数据相关图。 ⑴ FORK 20 表明新进程可以从标号20、30、40处开始执行。 FORK 30 FORK 40 10 A1=A1+A2

JOIN 4 表明并发进程最多个数为4。

GOTO 80 该进程完成转标号80处开始执行。 20 A3=A3+A4

JOIN 4 表明并发进程最多个数为4。

GOTO 80 该进程完成转标号80处开始执行。 30 A5=A5+A6

JOIN 4 表明并发进程最多个数为4。

GOTO 80 该进程完成转标号80处开始执行。 40 A7=A7+A8

JOIN 4 表明并发进程最多个数为4。

80 FORK 60 表明新进程可以从标号60处开始执行。 50 A1=A1+A3

JOIN 2 表明并发进程最多个数为2。

GOTO 70 该进程完成转标号70处开始执行。 60 A5=A5+A7

JOIN 2 表明并发进程最多个数为2。 70 A1=A1+A5

⑵从教材 P204的3台处理机的运行资源图可以看出，CPU2运行了2个进程。CPU1 、CPU3各运行了1个进程。然后，CPU1运行了2个进程。CPU2运行了1个进程。

⑶从教材 P204的2台处理机的运行资源图可以看出，CPU2运行了2个进程。CPU1运行了2个进程。然后，CPU1运行了2个进程。CPU2运行了1个进程。

7. 教材P195- P196。图7.16，图7.17。教材 P204。并行程序数据相关图。 改写后的程序为： 10 U=A+B

FORK 30 表明新进程可以从标号30处开始执行。

20 V=U/B

JOIN 2 表明并发进程最多个数为2。

GOTO 40 该进程完成转标号40处开始执行。 30 W=A*U

JOIN 2 表明并发进程最多个数为2。

40 FORK 60 表明新进程可以从标号60处开始执行。 50 X=W-V

JOIN 2 表明并发进程最多个数为2。

GOTO 70 该进程完成转标号70处开始执行。 60 Y=W*U

JOIN 2 表明并发进程最多个数为2。 70 Z=X/Y

教材 P205的2台处理机的运行资源图

8.⑴SISD系统（单指令流单数据流）教材 P23。时空图教材 P205。 需要节拍数为4×8+2×7=46。

⑵加法器和乘法器SISD系统（单指令流单数据流）教材 P23- P24。时空图教材 P205。

需要节拍数为15拍。

⑶有8个处理器的SIMD系统（单指令流多数据流）教材 P23- P24。时空图教材 P205。

需要节拍数为14拍。在第10拍时，PE2 与PE5不相邻，PE2 传送到PE3，PE5 传送到PE4，需要1拍。在第11拍时，PE3与PE4相加前需要1次传送，需要1拍。 ⑷有8个处理器的MIMD系统（多指令流多数据流）教材 P23- P25。时空图教材 P205。在MIMD系统中，每个PE与其他PE都有直接通路，第10拍的传送可以直接完成。故需要节拍数为13拍。

9．设A处理机分配x个任务，则B处理机分配T-x个任务。A、B处理机全部完成的总时间应为A、B处理机中最长的那台处理机完成的时间。即

max {xE，(T-x)*2E}

根据题意，A处理机完成任务时间短，让其完成的任务多，即

xE≥(T-x)*2E 得 x≥(2/3) T

任务数x只能为整数，对(2/3) T向上取整。 总执行时间最短为(2/3) T E向上取整。

10.多处理机的操作系统分为3类。 主从型操作系统 教材P202- P203。 各自独立型操作系统 教材 P203。 浮动型操作系统 教材P203- P204。

习题八

1. 教材P208。脉动阵列结构的特点：⑴-⑷。 2. 教材P212。

3. 教材P209。大规模并行处理机MPP。 教材P210。机群系统。

4. 教材P213。教材P223。数据流程序图。

结点用圆圈或三角形或其他特殊符号表示，认为是一种处理部件。 结点内的符号或字母表示一种操作，称为操作符。 弧代表数据令牌在结点间的流向。 实心圆点代表令牌沿弧流动。 （a）-(f)

5. 教材P215。图8.8。教材P224。 6. 教材P225。图8.9。教材P224。 7. 教材P217。 8. 教材P220。