windlx系统结构实验报告材料

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1、实用标准文案课程设计报告书课程名称：计算机系统结构题目：WinDLX模拟器实验学生姓名：xxx专业：计算机科学与技术（数字媒体）班别：x学号：x指导老师：x日期：2011年5月2日文档实用标准文案一、实验目的：熟悉WinDLX的的基本概念和使用，了解各种不同指令在流水线的实际流动情况，对流水线做性能分析，加深对流水线及RISC处理器的理解二、实验环境：WinDLX模拟器可以装入DLX汇编语言程序，然后单步、设置断点或者连续执行该程序。CPU的寄存器、流水线、I/O和存储器都可以使用图形的方式表示出来。模拟器还提供了对流水线操作的统计功能。该模拟器对理

2、解流水线和RISC处理器的特点很有帮助。WinDLX要求的硬件平台是IBMPC兼容机，WinDLX是一个Windows应用程序，运行于Windows3.0以上的操作系统。三、实验步骤、结果分析：使用WinDLX模拟器，对Fact.s做如下分析：开始模拟之前的准备工作：(1)通过双击WinDLX图标启动WinDLX，将出现一个带有六个图标的主窗口：(2)进行初始化模拟器,点击File菜单中的Resetall菜单项，弹出一个“ResetDLX”对话框。然后点击窗口中的“确认”按钮即可。文档实用标准文案(3)在开始模拟之前，至少应装入一个程序到主存。为此，

3、选择File/LoadCodeorData，窗口中会列出目录中所有汇编程序。fact.s计算一个整型值的阶乘；input.s中包含一个子程序，它读标准输入（键盘）并将值存入DLX处理器的通用寄存器R1中。按如下步骤操作，把fact.s和input.s加载入主存。点击fact.s点击select按钮点击input.s点击select按钮点击load按钮得到如下图：弹出一下询问对话框，点击“是”。1.观察增加浮点运算部件对性能的影响。(1)点击Configuration打开菜单，然后点击FloatingPointStages菜单项，选择如下标准配置：文档

4、实用标准文案(2)再点击ExecuteàRun，输入15点，回车，在弹出的对话框出现消息"Trap#0occurred"表明最后一条指令trap0已经执行，Trap指令中编号“0”没有定义，只是用来终止程序。点击确定。按F5进行查看：关闭上面的对话框，在Statistisc中得到结果如下所示：文档实用标准文案(4)修改浮点数一次，参数如下图：修改浮点数后，单击OK，再点击ExecuteàRun，输入15点，回车，在弹出的对话框中点击确定。然后在Statistisc中得到结果如下所示：文档实用标准文案(5)修改浮点数二次，参数如下图：执行程序，输入点数

5、15，然后在Statistisc中得到结果如下所示：文档实用标准文案结论：从上面几次条件的改变下我们可以看出：增加浮点部件后执行该程序时结果并没有发生变化。由此可见，浮点运算部件的增减对效率无影响，这是因为此程序中浮点计算指令没有重叠，所以并行度并没有增加，性能没有得到提高。2.观察增加forward部件对性能的影响。(1)增加forward部件情况：在configuration中使EnableForwarding选项前为打钩状态。然后点击Execute–>run运行,在弹出的对话框中输入15，然后回车。在Statistisc中得到的结果图如下图所示

6、：文档实用标准文案(2)不增加forward部件情况：点击Configuration中的EnableForwarding使定向无效（去掉小钩），打开断点Breakpoints图标并点击Breakpoints菜单，删除所有断点，然后按F5，键入15后，按Enter，模拟程序一直运行到结束。在Statistisc中得到以下的结果，如下图所示：文档实用标准文案结论：我们先看一下Statistics窗口中的各种统计数字：增加Forwarding时，总的周期数(180)和暂停数(17RAW,20Control,12Trap;49Total)。当不增加Forwa

7、rding时，重新查看静态窗口，你会看到控制暂停和Trap暂停仍然是同样的值，而RAW暂停从17变成了48，总的模拟周期数增加到201。利用这些值，我们能够计算定向技术带来的加速比：　　201/180=1.117　　DLXforwarded比DLXnotforwarded快11.7%。可以看得出，增加forward部件对性能有所影响。增加了FORWARD部件后，总时钟周期减少，RAW相关减少，由于该部件的使用，将运算结果值提前传送到有关缓冲寄存器，使后续指令得以不停顿地进入流水线，并及时得到需要的操作数，所以性能有所提高。3.观察转移指令在转移成功和

8、转移不成功时候的流水线开销。文档实用标准文案增加forward部件是条件后转移结果如下：数据分析：指令数目百