系统结构实验.doc

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1、系统结构实验报告11070113臧琦11070230曾凯36目录实验一流水线中的相关31、实验目的32、实验平台33、实验要求34、实验结果44.1用WinDLX模拟器执行下列三个程序44.1.1用WinDLX模拟器执行阶乘程序fact.s的结果如下所示44.1.2用WinDLX模拟器执行阶乘程序gcm.s的结果如下所示54.1.3用WinDLX模拟器执行阶乘程序prim.s的结果如下所示74.2用WinDLX模拟运行器程序structure_d.s，进行相关实验84.3比较定向与不定向技术，用WinDLX模拟运行器程序data

2、_d.s，进行相关实验114.3.1采用不定向技术，用WinDLX模拟运行器程序data_d.s，进行相关实验114.3.2采用定向技术，用WinDLX模拟运行器程序data_d.s，进行相关实验115、总结与体会12实验二循环展开及指令调度131、实验目的132、实验平台133、实验要求134、实验结果144.1用指令调度技术解决流水线中的结构相关与数据相关144.1.1原指令执行的相关结果144.1.2调整指令顺序指令执行的结果164.2用循环展开、寄存器换名以及指令调度提高性能174.2.1原循环程序运行的结果174.2.

3、2将循环程序展开运行的结果184.2.3将程序循环展开、指令调度后运行的结果195、总计与体会21实验三cache性能分析211、实验目的212、实验平台213、实验要求214、实验结果224.1.基本配置情况下运行程序224.2．改变Cache容量对Cache性能的影响224.3．改变Cache的相联度对Cache性能的影响254.4．改变Cache块大小对Cache性能的影响284.5．不同的替换算法对Cache性能的影响304.5.1不同容量下，不同的替换算法对Cache性能的影响305、总计与体会3636实验一流水线中的

4、相关1、实验目的1.熟练掌握WinDLX模拟器的操作和使用，熟悉DLX指令集结构及其特点；2.加深对计算机流水线基本概念的理解；3.进一步了解DLX基本流水线各段的功能以及基本操作；4.加深对数据相关、结构相关的理解，了解这两类相关对CPU性能的影响；5.了解解决数据相关的方法，掌握如何使用定向技术来减少数据相关带来的暂停2、实验平台用WinDLX模拟器模拟流水线。3、实验要求1.用WinDLX模拟器执行下列三个程序：l求阶乘程序fact.s求最大公倍数程序gcm.sl求素数程序prim.s分别以步进、连续、设置断点的方式运行程

5、序，观察程序在流水线中的执行情况，观察CPU中寄存器和存储器的内容。熟练掌握WinDLX的操作和使用。2.用WinDLX运行程序structure_d.s，通过模拟找出存在资源相关的指令对以及导致资源相关的部件；记录由资源相关引起的暂停时钟周期数，计算暂停时钟周期数占总执行周期数的百分比；论述资源相关对CPU性能的影响，讨论解决资源相关的方法。3.在不采用定向技术的情况下（去掉Configuration菜单中EnableForwarding选项前的勾选符），用WinDLX运行程序data_d.s。记录数据相关引起的暂停时钟周期数

6、以及程序执行的总时钟周期数，计算暂停时钟周期数占总执行周期数的百分比。在采用定向技术的情况下（勾选EnableForwarding），用WinDLX再次运行程序data_d.s。重复上述3中的工作，并计算采用定向技术后性能提高的倍数。364、实验结果4.1用WinDLX模拟器执行下列三个程序4.1.1用WinDLX模拟器执行阶乘程序fact.s的结果如下所示l步进方式运行程序结果如下所示图1以步进方式进行的过程l连续方式运行程序结果如下所示36图2连续方式，程序无间断的进行l设置断点方式运行程序结果如下所示图3通过设置不同的断点

7、来控制程序的执行4.1.2用WinDLX模拟器执行阶乘程序gcm.s的结果如下所示l步进方式运行程序结果如下所示36图4以步进方式进行的过程，经过有限的步骤将程序的结果运行出来l连续方式运行程序结果如下所示图5连续方式，程序无间断的进行，直到程序结束l设置断点方式运行程序结果如下所示36图6通过设置不同的断点来控制程序的执行4.1.3用WinDLX模拟器执行阶乘程序prim.s的结果如下所示l步进方式运行程序结果如下所示图7以步进方式进行的过程36l连续方式运行程序结果如下所示图8连续方式，程序无间断的进行，直到程序结束l设置断

8、点方式运行程序结果如下所示图9通过设置不同的断点来控制程序的执行4.2用WinDLX模拟运行器程序structure_d.s，进行相关实验36图10structure_d.s程序运行的流水线图l资源相关的指令对（1）ADDDF0,F0,F4ADDDF2,F0,F