北邮计算机体系结构实验报告

计算机系统结构实验报告 班 级： 2011211 学 号： 姓 名： 17 1. 实验一 WINDLX模拟器安装及使用 2. 实验二 指令流水线相关性分析 3. 实验三 DLX处理器程序设计 4. 实验四 代码优化 5. 实验五 循环展开（选作） 实验一 WINDLX模拟器安装及使用 简要介绍 WINDLX模拟器结构和功能 此图为初始界面 Register窗口 显示寄存器中的内容 Clock Cycle Diagram子窗口 现在双击Clock Cy cle Diagram 子窗口，它显示DLX 流水线的时空图。 Statistics子窗口 Pipeline子窗口 窗口中用图表形式显示了DLX 的五段流水线。可以看出，DLX 执行指令的流水线是一个5段流水线，包括取指段（IF）、译码段（ID）、执行段（EX）、访存段（MEM）和写回段（WB）。显然，不同指令在执行段的操作是不同的，而且不同操作在该段的延迟也是不同的。 Breakpoint子窗口 按F7 键以单步方式运行程序，可以清楚的看到每条指令在流水线各个段的具体操作情况，除此之外，DLX 模拟器还提供了其他几种运行程序的方式。单击主窗口中 Ex ecu te 子菜单，可以看到DLX 模拟器共提供了4 种运行程序的方式，其中 Single Cy cle（或按F7 键）就是单步执行方式；Mu ltiple Cy cles（或按F8 键）是多步执行方式，选择该方式，会在屏幕上出现一个窗口，询问周期个数，它表示流水线从当前位置继续向前执行的周期个数，输入你需要的值，然后按OK 键. Code子窗口 里面显示的内容是两个程序（fact.s 和 inpu t.s）加载到内存中的情况。最右边显示的是程序fact.s 的第一条指令，对照图2.7 中fact.s 的第一条语句，可以看出，变量Prompt 被代替以0x 1000，这说明变量Prompt 在程序被加载到内存中的实际地址就是0x 1000，也即程序的数据区被加载到内存地址0x 1000 开始的地方，这里“0x ”表示十六进制。中间显示的是第一条语句的机器码 表示占了内存的4 个字节位置。 实验二 指令流水线相关性分析 一．实验目的。 通过使用WINDLX模拟器，对程序中的三种相关现象进行观察，并对使用专用通路，增加运算部件等技术对性能的影响进行考察，加深对流水线和RISC 处理器的特点的理解。 二．实验原理。 指令流水线中主要有结构相关、数据相关、控制相关。相关影响流水线性能。 三．实验过程及分析结果。 （1）观察程序中出现的数据/控制/结构相关。指出程序中出现上述现象的指令组合。 ①数据相关及指令组合： 1） 截图...