填空题】某计算机的主频为 4MHz，各类指令的平均执行时间和使用频度如下表所示，则该机的MIPS 为 （） ，CPI 为 （）

指令类别 存取 加、减、比较、转移 乘除 其他
平均指令执行时间 1.0us 0.5us 10us 2.5us
使用频度 30% 40% 10% 20%

1. 计算各类指令的CPI

  • 主频 = 4MHz → 时钟周期 = 1/4MHz = 0.25μs
  • 各指令CPI = 执行时间 / 时钟周期：
    • 存取：1.0μs / 0.25μs = 4
    • 加、减、比较、转移：0.5μs / 0.25μs = 2
    • 乘除：10μs / 0.25μs = 40
    • 其他：2.5μs / 0.25μs = 10

2. 计算平均CPI

  • 平均CPI = Σ(各类指令CPI × 使用频度)：
    • (4 × 30%) + (2 × 40%) + (40 × 10%) + (10 × 20%)
    • = 1.2 + 0.8 + 4 + 2
    • = 8

3. 计算MIPS

  • MIPS = 主频 / (平均CPI × 10⁶)：
    • 4MHz / (8 × 10⁶) = 4 / 8 = 0.5 MIPS

验证方法：通过平均执行时间计算

  • 平均执行时间 = Σ(各类指令执行时间 × 使用频度)：
    • (1.0 × 30%) + (0.5 × 40%) + (10 × 10%) + (2.5 × 20%)
    • = 0.3 + 0.2 + 1 + 0.5
    • = 2μs
  • MIPS = 1 / 平均执行时间(μs) = 1 / 2 = 0.5 MIPS

最终答案

  • MIPS = 0.5
  • CPI = 8

答案：该机的MIPS为0.5，CPI为8。