假定某計算機字長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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如果一條指令的執(zhí)行過程分解為“取指令”和“分析”兩個階段，并采用兩級流水線。為了采用指令取消技術(shù)，請修改上面的程序。
為了使存儲系統(tǒng)的訪問效率從0.5提高到0.94，塊的大小至少增加到幾個字？
寫出N=8的蝶式置換的互連函數(shù)，如采用Omega網(wǎng)絡(luò)，則需幾次通過才能完成此變換？畫出Omega網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)此變換的控制狀態(tài)圖。
如果把一條指令的執(zhí)行過程分解為“取指令”、“分析”（包括譯碼和取操作數(shù)等）和“執(zhí)行”（包括運算和寫回結(jié)果等）三個階段，并采用三級流水線。仍然要采用指令取消技術(shù)，請修改上面的程序。
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。
設(shè)16個處理器編號分別為0，1，…，15，要用單級互連網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)互連函數(shù)分別為：（1）Cube3（Cube1）（5）Butterfly（Butterfly）（8）σ-1（9）β（1）（13）ρ（2）時，第13號處理器分別與哪一個處理器相連？
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。
當(dāng)存儲系統(tǒng)的訪問效率為0.5時，計算命中率和等效訪問周期。
為了使存儲系統(tǒng)的訪問效率達(dá)到0.94，命中率和等效訪問周期應(yīng)該提高到多少？
寫出流水線的初始沖突向量。