計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)電子教案(1)(編輯修改稿)
2025-06-15 16:33 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 F0, 0(R1) 。F0 ← x[i] （ 取數(shù)） F6, 8(R1) 。F6 ← x[i 1]（ 取數(shù)） F10,16(R1) 。F10 ← x[i 2]（ 取數(shù)） F14,24(R1) 。F14 ← x[i 3]（ 取數(shù)） F4, F0, F2 。F4 ← F0 + F2 F8, F6, F2 。F8 ← F6 + F2 ） F12, F10, F2 。F12 ← F10 + F2 ） F16, F14, F2 。F16 ← F14 + F2 F4, 0(R1) 。x[i] ← F4 （ 存結(jié)果） F8, 8(R1) 。x[i1] ← F8 （ 存結(jié)果） DADDUI R1, R1, 32 。R1 ← R1 4 8（ 指針前移 4個數(shù)） F12, 16(R1) 。x[i2+4] ← F12 （ 存結(jié)果，指針 +32） BNE R1, R2, loop 。若 R1≠R2 ， 循環(huán) F16, 8(R1) 。x[i3+4] ← F16 （ 存結(jié)果，指針 +32） 例 （續(xù) 3） 計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 13 調(diào)度后的 相關(guān)鏈分析 ： 例 （續(xù) 4） 時鐘 標(biāo)號 新鏈 1 新鏈 2 新鏈 3 新鏈 4 新鏈 5 1 L oop F0,0(R1) 2 F6, 8(R1) 3 F10, 16(R1) 4 F14, 24(R1) 5 A D D . D F 4 , F 0 , F 2 6 A D D . D F 8 , F 6 , F 2 7 F12,F10,F2 8 A D D . D F 1 6 , F 1 4 , F 2 9 F4,0(R1) 10 F8, 8(R1) 11 DADDUI R1,R1, 32 12 F12, 16(R1) 13 B N E R 1 , R 2 , l o o p 14 F16, 8 (R1) 代碼性能：每個浮點(diǎn)元素運(yùn)算使用 14/4=，無空轉(zhuǎn)。 計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 14 習(xí)題改寫（原題意思不清） 以下向量點(diǎn)積循環(huán)段在教材圖 ， 浮點(diǎn)運(yùn)算延遲符合教材表 ， F2的初值為 0。 loop: F0, 0(R1) F4, 0(R2) F0, F0, F4 F2, F0, F2 DADDUI R1, R1, 8 DADDUI R2, R2, 8（ 原題錯寫為 R1） BNE R1, R3, loop (1)使用循環(huán)展開和指令調(diào)度改造程序 （ 結(jié)果含 3個循環(huán)體 ） ， 使 “ 空轉(zhuǎn) ”周期數(shù)不超過 1個 ， 寫出新程序； (2)手工計算原程序處理每對元素所需的時鐘周期數(shù) 、 其中的空轉(zhuǎn)數(shù)； (3)手工計算新程序處理每對元素所需的時鐘周期數(shù) 、 其中的空轉(zhuǎn)數(shù)； 習(xí)題 計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 15 (4)用 WinMIPS64模擬器依次運(yùn)行原程序 、 新程序 ， 測試 (2)、 (3)步的對應(yīng)結(jié)果 （ 最好打印 Cycles圖 ） ； (5)分析模擬過程 ， 你能找出哪些造成測試結(jié)果與手工計算結(jié)果不一致的原因 ？ 習(xí)題 （續(xù)） 計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 16 前幾大節(jié)基本解決了分支程序的控制相關(guān)問題，本大節(jié)重點(diǎn)討論循環(huán)程序中的 數(shù)據(jù)相關(guān) 問題。對編譯之前的 源代碼 進(jìn)行識別、優(yōu)化更容易。 挖掘更多的循環(huán)級并行 本小節(jié)重點(diǎn)討論不同次循環(huán) 迭代 之間的相關(guān)。 1. 循環(huán)攜帶相關(guān) 定義：不同次 循環(huán) 迭代之間的相關(guān)。 影響：如果原始程序內(nèi)存在 循環(huán)攜帶相關(guān)，則在 循環(huán)展開后，指令不能在各輪循環(huán)之間任意調(diào)動，這就大大限制了優(yōu)化操作的效果發(fā)揮。 開發(fā)更多的指令級并行 計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 17 for(i=1。i=100。i=i+1){ A[i+1]=A[i]+C[i]。 /*S1*/ B[i+1]=B[i]+A[i+1]。 /*S2*/ } 假設(shè)數(shù)組 A、 B和 C中所有元素的存儲地址都互不相同，請問語句 S1與 S2之間存在哪些數(shù)據(jù)相關(guān)？
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