Examen #1

INF4170 -- Architecture des ordinateurs
Examen #1 (6 juin 1996)

Durée: 17:30 - 19:00 Documentation autorisée: Toute documentation personnelle.

Nom:

Code permanent:

1. Instructions MIPS (10 pts)

Soit l'instruction C suivante, où y ainsi que les éléments de A sont des entiers (4 octets):

      A[11] = A[10] + 8*y;

Supposons que le registre $t0 contienne déjà la valeur de y et que l'adresse de base du tableau A soit conservée dans le registre $t1 ($t1=&A[0]). Donnez une suite d'instructions machines MIPS permettant de réaliser l'instruction C indiquée.

Indice: . De plus, vous pouvez utiliser et modifier les registres $t0, $t1, $t2, etc.

2. Encodage MIPS (10 pts)

Dans le code machine MIPS qui suit, complétez l'encodage des instructions (tel qu'effectué dans la vraie machine MIPS):

3. Instructions style VAX en MIPS (10 pts)

Pour chacune des instructions (style VAX) présentée plus bas, donnez une séquence d'instructions machines MIPS ayant l'effet indiqué par le commentaire. Si vous avez besoin de registres temporaires, utilisez $1, $2, etc.

1. 

2. 

4. Performances et CPI (15 pts)

On désire comparer deux machines ayant les caractéristiques suivantes:

• Machine : Machine CISC ayant une fréquence d'horloge de 40 MHz.
• Machine : Machine RISC ayant une fréquence d'horloge de 100 MHz et pour laquelle on a déterminé, en exécutant le programmme P, que le CPI moyen était de 1.5. On a aussi déterminé, toujours pour ce même programme P, que le nombre d'instructions exécutées par la machine était 3 fois plus élevé que le nombre d'instructions exécutées par .

Soit le nombre d'instructions exécutées par le programme P sur la machine .

[5]a) En utilisant les informations précédentes, donnez la formule donnant le temps d'exécution du programme P sur la machine :

[5]b) Toujours en utilisant les informations précédents, donnez la formule donnant le temps d'exécution du programme P sur la machine :

[5]c) Quel est le CPI moyen de pour le programme P si son exécution a permis de déterminer que la machine était, pour ce programme, 2 fois plus rapide que ?

5. Performances (15 pts)

Soit une machine M ayant une fréquence d'horloge de 10 MHz. Cette machine comporte trois (3) classes d'instructions ayant les CPIs suivants:

On désire comparer le code produit par deux compilateurs. L'exécution d'un ensemble de programmes a permis de déterminer, pour chacun des compilateurs, la fréquence moyenne d'exécution de chacune des classes d'instructions:

On a aussi déterminé que le nombre d'instructions exécutées par les programmes produits par le compilateur 2 était supérieur de 10% au nombre d'instructions exécutées par les programmes produits par le compilateur 1.

Note: ``x supérieur de 10% à y'' signifie ``x = 1.10 * y'', ce qui est différent de ``y = 0.90 * x''.

[5]a) Quel est le CPI moyen du code produit par chacun des compilateurs?

[5]b) Quel compilateur produit le code ayant la mesure MIPS la plus élevée et de combien?

Mesure MIPS la plus élevée et de combien =

[5]c) Quel compilateur produit le code le plus performant (en terme de temps d'exécution) et de combien?

Plus performant et de combien =

6. Vrai ou Faux? (10 pts)

1. Un avantage important de la représentation à complément 2 est que lorsque deux nombres quelconques sont additionnés, il est impossible qu'un débordement survienne. On peut donc effectuer l'addition bit à bit, en propageant les retenues, comme on le ferait pour une addition manuelle.

   

2. La machine MIPS est un ordinateur RISC utilisant une architecture rangementchargement; ceci signifie que seules certaines instructions bien précises peuvent accéder à la mémoire de données.

   

3. L'encodage des branchement dans la machine MIPS se fait avec le mode d'adressage relatif à CP (CP+4). Ceci signifie qu'un programme peut être conservé n'importe où en mémoire sans qu'il soit nécessaire, au moment de l'édition des liens, de modifier les adresses des branchements.

   

4. Dans une machine CISC (e.g., VAX), une instruction peut être beaucoup plus complexe que dans une machine RISC (e.g., MIPS). On a donc besoin d'exécuter moins d'instructions, ce qui rend les programmes beaucoup plus performants.

   

• About this document ...