假定某計算機(jī)字長16位，CPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示，CPU和存儲器之間采用同步方式通信，按字編址。采用定長指令字格式，指令由兩個字組成，第一個字指明操作碼和尋址方式，第二個字包含立即數(shù)Imm16。若一次存儲訪問所花時間為2個CPU時鐘周期，每次存儲訪問存取一個字，取指令階段第二次訪存將Imm16取到MDR中，請寫出下列指令在指令執(zhí)行階段的控制信號序列，并說明需要幾個時鐘周期。
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要求操作碼的平均長度最短，請設(shè)計操作碼的編碼，并計算操作碼編碼的平均長度。
設(shè)計8位字長的寄存器—寄存器型指令3條，16位字長的寄存器一存儲器型變址尋址方式指令4條，變址范圍不小于正、負(fù)127。請設(shè)計指令格式，并給出指令各字段的長度和操作碼的編碼。
在有16個處理器的均勻洗牌網(wǎng)絡(luò)中，若要使第0號處理器與第15號處理器相連，需要經(jīng)過多少次均勻洗牌和交換置換。
若在程序執(zhí)行過程中，每從主存裝入一塊到Cache，平均要對這個塊訪問16次，計算在這種情況下的Cache命中率。
一臺機(jī)器要求浮點(diǎn)數(shù)的字長的精度不低于10-7.2，表數(shù)的范圍正數(shù)不小于1038，且正負(fù)對稱。尾數(shù)用原碼、純小數(shù)表示，階碼用移碼、整數(shù)表示。設(shè)計這種浮點(diǎn)數(shù)的格式。
若采用FIFO替換算法，計算Cache的塊命中率。
指出主存與Cache之間各個塊的映象關(guān)系。
畫出其中一組的邏輯圖。
如果N=100，采用指令取消技術(shù)后，在程序執(zhí)行過程中，能夠節(jié)省多少個指令周期？
寫出主存地址和Cache地址的格式，并標(biāo)出各字段的長度。