北邮 计算机系统结构 实验报告(全部)指令流水线相关性分析 dlx 处理器程序设计 代码优化

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1、学弟们：学长爱你们，但是学长只能帮你们到这了，自己走好~——毕鹏飞学长课程名称：计算机系统结构实验名称：WINDLX模拟实验一、二班级：2010211309姓名：毕鹏飞学长班内序号：日期：2012年3月18日学弟们：学长爱你们，但是学长只能帮你们到这了，自己走好~——毕鹏飞学长目录实验一WINDLX模拟器安装及使用3简要介绍WINDLX模拟器结构和功能3Register窗口4Code窗口4Pipeline窗口5ClockCycleDiagram窗口5Statistics窗口6Breakpoint窗口

2、6实验二指令流水线相关性分析81.实验目的82.实验原理83.实验过程及结果分析83.1.观察程序中的数据/控制/结构相关及指令组合83.2.考察增加浮点运算部件对性能的影响(N=7)103.3.考察增加forward部件对性能的影响（N=7，floating为2,4）113.4.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124.实验总结12实验三DLX处理器程序设计13一、实验目的13二、实验设备环境13三、实验内容和要求13四、代码清单及注释13五、程序相关性分析结果14六、实验心得17

3、实验四代码优化实验18实验目的：18实验原理：18实验核心思想18学弟们：学长爱你们，但是学长只能帮你们到这了，自己走好~——毕鹏飞学长优化程序代码清单及注释说明：18四、实验分析：19五、实验总结：22实验五循环展开（选作）23实验目的：23实验原理：23实验核心思想23优化程序代码清单及注释说明：23四、实验分析：24五、实验总结：27实验一WINDLX模拟器安装及使用简要介绍WINDLX模拟器结构和功能第一次打开WINDLX模拟器，我们可以看到如下六个小窗口。学弟们：学长爱你们，但是学长只能帮

4、你们到这了，自己走好~——毕鹏飞学长Register窗口Register窗口显示寄存器中的内容。为此，双击主窗口中的Register图标。Register窗口会显示各个寄存器中的内容。看一下R1到R5的值。按F5使模拟继续运行到下一个断点处，有些值将发生改变。Code窗口该窗口代表存储器内容的三栏信息，从左到右依次为：地址(符号或数字)、命令的十六进制机器代码和汇编命令。现在，点击主窗口中的Execution开始模拟。在出现的下拉式菜单中，点击SingleCycle或按F7键。这时，窗口中带有地址“

5、$TEXT”的第一行变成黄色。按下F7键，模拟就向前执行一步，第一行的颜色变成橘黄色，下一行变成黄色.。这些不同颜色指明命令处于流水线的哪一段。学弟们：学长爱你们，但是学长只能帮你们到这了，自己走好~——毕鹏飞学长Pipeline窗口Pipeline窗口显示DLX处理器的内部结构。窗口中用图表形式显示了DLX的五段流水线。你应尽可能地扩大此窗口，以便处于不同流水段的指令都能够在图表中显示。ClockCycleDiagram窗口该窗口使所有子窗口图标化，然后打开ClockCycleDiagram窗口。

6、它显示流水线的时空图。该时空图中显示了每一个时隙内的运行情况。对准Clockcyclediagram窗口中相应命令所在行，然后双击它，弹出一个新窗口。窗口中会详细显示每一个流水段处理器内部的执行动作。学弟们：学长爱你们，但是学长只能帮你们到这了，自己走好~——毕鹏飞学长Statistics窗口该窗口是对运行程序中数据的分析。Statistics窗口提供各个方面的信息：模拟中硬件配置情况、暂停及原因、条件分支、Load/Store指令、浮点指令和traps。窗口中给出事件发生的次数和百分比。在静态窗口

7、中我们可以比较一下不同配置对模拟的影响。Breakpoint窗口学弟们：学长爱你们，但是学长只能帮你们到这了，自己走好~——毕鹏飞学长通过Code窗口可以观察代码(如果未打开，双击图标Code)，可以通过Breakpoint来观察代码运行的情况。单击SetBreakpoint，将弹出一个新的"SetBreakpoint"窗口。通过此窗口，可以选择命令运行到流水线的哪一阶段时，程序停止执行。缺省为ID段。点击OK关闭窗口。在Code窗口中，相应行上出现了"BID"，它表示当本指令在译码段时，程序中止执

8、行。如果想查看已定义的断点，你只要单击图标Reakpoints，将弹出一个小窗口，其中显示了所有断点。重新使窗口图标化。点击Execution/Run或按F5，模拟就继续运行。会出现一个对话框提示"ID-Stage:reachedatBreakpoint#1"，按“确认”按钮关闭。学弟们：学长爱你们，但是学长只能帮你们到这了，自己走好~——毕鹏飞学长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