計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱(ⅱ)-在線瀏覽
2025-06-04 12:08本頁面
【正文】 [R1]= 0X 。12）下一條指令地址為0X ，是一條保存 （字節(jié)，半字，字）指令。14）查看內(nèi)存BUFFER處字的值，值為0X 。步驟如下：1) 雙擊“寄存器”窗口中的R1，將其值修改為2。3) 單步執(zhí)行一條指令。5) 單步執(zhí)行一條指令。7) 下一條指令地址為0x＿＿＿＿，是一條乘法指令。9) 查看LO、HI的值，[LO]=0x＿＿＿＿，[HI]= 0x＿＿＿＿。步驟如下：1）雙擊“寄存器”窗口中的R1，將其值修改為0XFFFF0000。3）單步執(zhí)行一條指令。5）單步執(zhí)行一條指令。7）下一條指令地址為0x＿＿＿＿，是一條邏輯或指令，第二個操作數(shù)尋址方式是＿＿＿＿＿（寄存器直接尋址，立即數(shù)尋址）。9）查看R3的值，[R3]= 0x＿＿＿＿。步驟如下：1）雙擊“寄存器”窗口中R1，將其值修改為2。3）單步執(zhí)行一條指令。 5) 單步執(zhí)行1條指令。 7) 一條指令是一條BGEZ指令，其測試條件是__________，目標(biāo)地址為0x__________。 9) 查看PC的值，[PC]=0x__________，表明分支__________（成功，失?。? 11) 單步執(zhí)行1條指令。 13) 單步執(zhí)行1條指令。 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______。17）查看PC和R3的值，[PC]=0x_____ __，[R3]=0x____________。4. 實(shí)驗(yàn)器材(1) 實(shí)驗(yàn)平臺采用指令級和流水線操作級模擬器MIPSsim；(2) 計算機(jī)一臺。(2) 理解MIPS結(jié)構(gòu)如何用5段流水線來實(shí)現(xiàn)，理解各段的功能和基本操作。(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)來減少數(shù)據(jù)沖突引起的停頓。（1）啟動MIPSsim。（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模擬器使用說明，熟悉MIPSsim模擬器的操作和使用方法。然后分別以單步執(zhí)行一條周期、執(zhí)行多個周期、連續(xù)執(zhí)行、設(shè)置斷點(diǎn)等的方式運(yùn)行程序，觀察程序的執(zhí)行情況，觀察CPU中寄存器和存儲器的內(nèi)容的變化，特別是流水寄存器內(nèi)容的變化。 （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）。這是通過“配置”—“定向”（使該項(xiàng)前面沒有√號）來實(shí)現(xiàn)的。 4）當(dāng)執(zhí)行到第13個時鐘周期時，各段分別正在處理的指令是： IF：________________________________ ID：________________________________ EX：________________________________ MEM：______________________________ WB：________________________________ 畫出這時的時鐘周期圖。 2）執(zhí)行該程序，找出存在結(jié)構(gòu)沖突的指令對以及導(dǎo)致結(jié)構(gòu)沖突的部件。 4）把浮點(diǎn)加法器的個數(shù)改為4個。 6）分析結(jié)構(gòu)沖突對CPU性能的影響，討論解決結(jié)構(gòu)沖突的方法。 2）（在模擬器所在的文件夾下的“樣例程序”文件夾中）。這是通過“配置”“定向”（是該項(xiàng)前面沒有√號）來實(shí)現(xiàn)的。 5）記錄數(shù)據(jù)沖突引起的停頓時鐘周期數(shù)以及程序執(zhí)行的總時鐘周期數(shù)，計算停頓時鐘周期數(shù)占總執(zhí)行周期數(shù)的百分比。 7）打開定向功能。 8）用單步執(zhí)行一個周期的方式（F7）執(zhí)行該程序，同時查看時鐘周期圖，列出在什么時刻發(fā)生了RAW（先寫后讀）沖突，并與步驟3的結(jié)果進(jìn)行比較。計算采用定向技術(shù)后的性能是原來的幾倍。(2) 能夠理解MIPS結(jié)構(gòu)如何用5段流水線來實(shí)現(xiàn)，理解各段的功能和基本操作。(4) 進(jìn)一步理解解決數(shù)據(jù)沖突的方法和如何應(yīng)用定向技術(shù)來減少數(shù)據(jù)沖突引起
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