中南大学 计算机体系结构实验报告

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1、计算机体系结构课程设计学院：　信息科学与工程学院专业班级：　指导老师：　　　学号：　　姓名：　　　目录实验1对指令操作码进行霍夫曼编码3一、实验目的3二、实验内容3三、设计思路4四、关键代码4五、实验截图5六、源代码5实验2使用LRU方法更新Cache8一、实验目的8二、实验内容8三、设计思路9四、程序截图9五、实验代码9实验总结16参考文献16实验1对指令操作码进行霍夫曼编码一、实验目的了解和掌握指令编码的基本要求和基本原理二、实验内容1.使用编程工具编写一个程序，对一组指令进行霍夫曼编码，并输出最后的编码结

2、果以及对指令码的长度进行评价。与扩展操作码和等长编码进行比较。2.问题描述以及问题分析举例说明此问题，例如：P1P2P3P4P5P6P70.450.300.150.050.030.010.01有一组指令的操作码共分七类，它们出现概率如下表所示：对此组指令进行HUFFMAN编码正如下图所示：最后得到的HUFFMAN编码如下表所示：P1P2P3P4P5P6P7010110111011110111110111111最短编码长度为：H=0.45*1+0.30*2+0.15*3+0.05*4+0.03*5+0.01*6+

3、0.01*6=-1.95.要对指令的操作码进行HUFFMAN编码，只要根据指令的各类操作码的出现概率构造HUFFMAN树再进行HUFFAM编码。此过程的难点构造HUFFMAN树，进行HUFFAM编码只要对你所生成的HUFFMAN树进行中序遍历即可完成编码工作。三、设计思路观察上图，不难看出构造HUFFMAN树所要做的工作：1、先对各指令操作码的出现概率进行排序，构造一个有序链表。2、再取出两个最小的概率节点相加，生成一个生的节点加入到链表中，同时从两表中删除此两个节点。3、在对链表进行排序，链表是否只有一个节点

4、，是则HUFFAN树构造完毕，否则继续做2的操作。为此设计一个工作链表（链表的元素时类，此类的功能相当结构。）、HUFFMAN树节点、HUFFMAN编码表节点。四、关键代码哈夫曼树重点在于如何排列权值大小不同的结点的顺序 private int leafNum;                         //叶子结点个数     private HaffmanNode[] hnodes;                //哈夫曼树的结点数组          public HaffManCode(doub

5、le[] weight)             //构造指定权值集合的哈夫曼树     {  int n = weight.length;                   //n个叶子结点         this.leafNum = n;  this.hnodes = new HaffmanNode[2*n-1];    //n个叶子结点的哈夫曼树共有2n-1个结点  for(int i=0; i

6、 this.hnodes[i] = new HaffmanNode(weight[i]);           for(int i=0; i

7、       x1 = x2 = -1;                       //记录两个无父母的最小权值结点下标             for(int j=0; j

8、                    x2 = x1;                     min1 = hnodes[j].weight;     //min1记下最小权值                     x1 = j;                      //x1记下最小权值结点的下标                 }                 else