計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱(ⅱ)-wenkub.com
2025-04-14 12:08 本頁(yè)面
【正文】 本課程要求教師以啟發(fā)式教學(xué)為主，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的思維，鼓勵(lì)學(xué)生大膽創(chuàng)新，以最優(yōu)化的方法完成實(shí)驗(yàn)。4. 實(shí)驗(yàn)器材 (1) 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)采用Cache模擬器MyCache；(2) 計(jì)算機(jī)一臺(tái)。 LRU和隨機(jī)替換法的不命中率的比較Cache容量相聯(lián)度2路4路8路LRU隨機(jī)算法LRU隨機(jī)算法LRU隨機(jī)算法16KB64KB256KB1MB4）分析不同的替換算法對(duì)Cache不命中率的影響。（4） 替換算法對(duì)不命中率的影響1）用鼠標(biāo)單擊“復(fù)位”按鈕，把各參數(shù)設(shè)置為默認(rèn)值。對(duì)于 Cache的各種容量，包括2KB、8KB、32KB、64KB、128KB和512KB。 6）根據(jù)該模擬結(jié)果，你能得出什么結(jié)論？（3）Cache塊大小對(duì)不命中率的影響1）用鼠標(biāo)單擊“復(fù)位”按鈕，把各參數(shù)設(shè)置為默認(rèn)值。 3）選擇不同的Cache相聯(lián)度，包括2路、4路、8路、16路和32路。 6）根據(jù)該模擬結(jié)果，你能得出什么結(jié)論？（2）相聯(lián)度對(duì)不命中率的影響 1）用鼠標(biāo)單擊“復(fù)位”按鈕，把各參數(shù)設(shè)置為默認(rèn)值。 4）選擇不同的Cache容量，包括2KB、4KB、8KB、16KB、32KB、64KB、128KB和256KB。 1）啟動(dòng)MyCache。(3) 掌握降低Cache不命中率的各種方法以及這些方法對(duì)提高Cache性能的好處。(2) 能夠熟練掌握用指令調(diào)度技術(shù)解決流水線中的數(shù)據(jù)沖突的方法。 11）對(duì)比上述兩種情況下的時(shí)鐘周期圖。 8）打開(kāi)延遲分支功能。觀察并記錄發(fā)生分支延遲的時(shí)刻。 2）。 8）根據(jù)記錄結(jié)果，比較調(diào)度前和調(diào)度后的性能。 5）采用指令調(diào)度技術(shù)對(duì)程序進(jìn)行指令調(diào)度，消除沖突。 3）關(guān)閉定向功能。（3）選擇“配置”“流水方式”選項(xiàng)，使模擬器工作于流水方式下。(5) 進(jìn)一步理解延遲分支技術(shù)對(duì)CPU性能的改進(jìn)。實(shí)驗(yàn)3 指令調(diào)度和延遲分支1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1) 加深對(duì)指令調(diào)度技術(shù)的理解。(2) 能夠理解MIPS結(jié)構(gòu)如何用5段流水線來(lái)實(shí)現(xiàn)，理解各段的功能和基本操作。 8）用單步執(zhí)行一個(gè)周期的方式（F7）執(zhí)行該程序，同時(shí)查看時(shí)鐘周期圖，列出在什么時(shí)刻發(fā)生了RAW（先寫(xiě)后讀）沖突，并與步驟3的結(jié)果進(jìn)行比較。 5）記錄數(shù)據(jù)沖突引起的停頓時(shí)鐘周期數(shù)以及程序執(zhí)行的總時(shí)鐘周期數(shù)，計(jì)算停頓時(shí)鐘周期數(shù)占總執(zhí)行周期數(shù)的百分比。 2）（在模擬器所在的文件夾下的“樣例程序”文件夾中）。 4）把浮點(diǎn)加法器的個(gè)數(shù)改為4個(gè)。 4）當(dāng)執(zhí)行到第13個(gè)時(shí)鐘周期時(shí)，各段分別正在處理的指令是： IF：________________________________ ID：________________________________ EX：________________________________ MEM：______________________________ WB：________________________________ 畫(huà)出這時(shí)的時(shí)鐘周期圖。 （5）觀察程序在流水線中的執(zhí)行情況，步驟如下： 1）選擇MIPSsim的“文件”—“載入程序” （在模擬器所在文件夾下的“樣例程序”文件夾中）。（用鼠標(biāo)雙擊各段，就可以看到各流水寄存器的內(nèi)容） （3）參照MIPSsim模擬器使用說(shuō)明，熟悉MIPSsim模擬器的操作和使用方法。(4) 進(jìn)一步理解解決數(shù)據(jù)沖突的方法，掌握如何應(yīng)用定向技術(shù)來(lái)減少數(shù)據(jù)沖突引起的停頓。4. 實(shí)驗(yàn)器材(1) 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)采用指令級(jí)和流水線操作級(jí)模擬器MIPSsim；(2) 計(jì)算機(jī)一臺(tái)。 15）下一條指令地址為0x__________，是一條JALR指令，保存目標(biāo)地址的寄存器為R______，保存返回地址的目標(biāo)寄存器為R______。 11) 單步執(zhí)行1條指令。 7) 一條指令是一條BGEZ指令，其
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