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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划计算机体系结构,指令流水线相关性分析,实验报告_ 实验二指令流水线相关性分析 1、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。 2、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。 3、实验步骤 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。 ?数据
2、相关指令： lbur3,0x0(r2) seqir5,r3,0xa 不采用定向技术 lbur3,0x0(r2)要在WB周期写回r3中的数据，而下一条指令seqir5,r3,0xa要在intEX周期中读取r3中的数据。发生了写读相关。所以为了避免冲突，seqir5,r3,0xa的intEX指令延迟了一个周期进行。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划
3、 ?控制相关指令： addir1,r0,0x1000 jalInputUnsigned movi2fpf10,r1 swSaveR2[r0],r2 跳转指令，从执行的中的movi2fp指令跳至中的Unsigned标号处。开始输入处理 ?结构相关指令： addr1,r1,r3 addir2,r2,0x1 addir2,r2,0x1该指令与它前面的一条指令addr1,r1,r3发生了结构相关。由于上一条指令由于数据相关需要停4个周期，在ID段后停滞，不能进入intEX段，故addir2,r2,0x1就不能进入ID段，译码部分已经被占用。故发
4、生了结构相关。 考察增加浮点运算部件对性能的影响。 1个浮点运算单元3个浮点运算单元 同一段代码执行相同步，但是经过对比发现浮点运算部件的多少对于程序执行效率并没有什么影响，浮点运算部件的多少对统计结果都不造成影响。可能因为程序中浮点计算指令没有重叠，所以并行度没有增加，性能没有提高。 考察增加forward部件对性能的影响。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人
5、素质的培训计划 不使用forwarding使用forwarding 使用forward部件之后执行相同的代码用的时钟周期比不使用forward部件要少。使用forward部件使得RAW相关明显减少了，占总的时钟周期比例也减少了。总之，使用forward部件后，总的时钟周期减少，数据相关减少，流水线的性能得到一定的改善，因为我在这里求阶乘输入的数字比较小，执行的指令数目不是很多，如果代码量比较大使用forward会使机器的处理效率大大提高。 观察转移指令在转移成功和转移不成功时候的流水线开销。 输入 10 若转移不成功，对流水线的执行无影响，流
6、水线的吞吐率和效率没有降低。若转移成功，则要废弃预先读入的指令，重新从转移成功处读入指令，每执行一条条件转移指令，一条x段流水线就有x-2个流水线被浪费掉，执行效率降低，性能有一定的损失。这里求阶乘的程序转移不成功的概率比较大，对性能有一定损失，但是损失不是很大。 实验二指令流水线相关性分析 一、实验目的：目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划 通过使
7、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、实验设备环境： 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。该模拟器对理解流水线和RISC处理器的特点很有帮助。 三、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。数据相关：由于流水线中各条指令的重叠操作使得原来
8、对操作数的访问顺序发生了变化而导致了数据相关的冲突。 控制相关：由条件转移指令
