設(shè)計(jì)8位字長(zhǎng)的寄存器—寄存器型指令3條，16位字長(zhǎng)的寄存器一存儲(chǔ)器型變址尋址方式指令4條，變址范圍不小于正、負(fù)127。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)指令格式，并給出指令各字段的長(zhǎng)度和操作碼的編碼。

在編號(hào)分別為0，1，2，……，9的16個(gè)處理器之間，要求按下列配對(duì)通信：（B、1），（8、2），（7、D），（6、C），（E、4），（A、0），（9、3），（5、F）。試選擇所用互連網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型、控制方式，并畫(huà)出該互連網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和各級(jí)的交換開(kāi)關(guān)狀態(tài)圖。

要求操作碼的平均長(zhǎng)度最短，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)操作碼的編碼，并計(jì)算操作碼編碼的平均長(zhǎng)度。

共需要多少個(gè)觸發(fā)器和多少個(gè)與門(mén)？

如果把一條指令的執(zhí)行過(guò)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(yùn)算和寫(xiě)回結(jié)果等）三個(gè)階段，并采用三級(jí)流水線(xiàn)。仍然要采用指令取消技術(shù)，請(qǐng)修改上面的程序。

有一個(gè)16KB4路組相聯(lián)Cache的32位微處理器，假定該Cache的塊為4個(gè)32位的字。主存地址為ABCDE8F8的單元在Cache中的什么位置。

考慮題目全部要求，設(shè)計(jì)優(yōu)化實(shí)用的操作碼形式，并計(jì)算其操作碼的平均碼長(zhǎng)。

假設(shè)在3000次訪(fǎng)存中，第一級(jí)Cache不命中110次，第二級(jí)Cache不命中55次。試問(wèn)：在這種情況下，該Cache系統(tǒng)的局部不命中率和全局不命中率各是多少？

寫(xiě)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(guò)才能完成此變換？畫(huà)出Omega網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)此變換的控制狀態(tài)圖。

若采用LRU替換算法，計(jì)算Cache的塊命中率。