计算机系统结构实验报告
计算机体系结构实验报告
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计算机体系结构实验报告实验目的:1.掌握计算机体系结构的基本概念和组成部分2.学会使用模拟器对计算机性能进行测试和优化3.理解计算机指令的执行过程和流水线工作原理4.掌握计算机性能指标的测量方法和分析技巧实验材料和工具:1.一台个人电脑2.计算机体系结构模拟器3.实验指导书和实验报告模板实验步骤:1.搭建计算机系统:根据实验指导书提供的指导,我们搭建了一个简单的计算机系统,包括中央处理器(CPU)、内存和输入输出设备。
2.编写测试程序:我们编写了一段简单的测试程序,用于测试计算机系统的性能。
3.运行测试程序:我们使用模拟器运行测试程序,并记录测试结果。
模拟器可以模拟计算机的执行过程,并提供各种性能指标的测量功能。
4.分析和优化:根据测试结果,我们对计算机系统的性能进行分析,并尝试优化系统设计和测试程序,以提高性能。
实验结果:通过测试程序的运行和性能指标的测量,我们得到了如下结果:1.计算机的时钟频率:根据模拟器显示的结果,我们得知计算机的时钟频率为1000MHz。
2. 指令执行时间:我们计算了测试程序的平均执行时间,得到了结果为5ms。
4.流水线效率:我们通过模拟器提供的流水线分析功能,得到了计算机流水线的平均效率为80%。
实验分析:根据测试结果1.提高时钟频率:通过增加时钟频率可以加快计算机的运行速度。
我们可以尝试调整计算机硬件的设计和制造工艺,提高时钟频率。
2.优化指令执行过程:我们可以通过优化指令的执行过程,减少执行时间。
例如,并行执行多个指令、增加指令缓存等。
3.提高流水线效率:流水线是提高计算机性能的关键技术,我们可以通过增加流水线级数和优化流水线结构,提高流水线效率。
4.增加并行计算能力:并行计算是提高计算机性能的重要途径,我们可以尝试增加计算机的并行计算能力,例如增加处理器核心的数量。
实验总结:通过本次实验,我们深入了解了计算机体系结构的工作原理和性能指标。
通过模拟器的使用,我们学会了对计算机性能进行测试和进行性能优化的方法。
计算机系统结构实验报告
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计算机系统结构实验报告实验目的:掌握计算机系统的基本结构和工作原理,了解计算机系统的组成部分及其相互关系。
实验仪器和材料:计算机硬件设备(主机、硬盘、内存、显卡等)、操作系统、实验指导书、实验报告模板。
实验原理:实验步骤:1.搭建计算机硬件设备,将主机、硬盘、内存、显卡等组装连接好。
2. 安装操作系统,如Windows、Linux等。
3.启动计算机,进入操作系统界面。
4.打开任务管理器,查看CPU的使用情况。
5.打开任务管理器,查看内存的使用情况。
6.运行一些应用程序,观察CPU和内存的使用情况。
7.尝试使用输入输出设备,如键盘、鼠标等。
实验结果:通过实验,我们可以观察到计算机系统的硬件部分和软件部分的工作情况。
通过任务管理器,我们可以查看到CPU的使用情况和内存的使用情况。
在运行应用程序时,我们可以观察到CPU和内存的使用情况的变化。
通过使用输入输出设备,我们可以与计算机进行交互操作。
实验分析:从实验结果可以看出,计算机系统的硬件部分和软件部分都是相互关联的。
CPU作为计算机的核心部件,负责执行各种指令,通过数据传输和计算来完成各种操作。
而内存则用于存储数据和程序,通过读写操作来完成对数据的处理。
硬盘则用于长期存储数据。
操作系统则是计算机系统的管理者,通过调度CPU和内存的使用来实现对计算机资源的分配。
结论:计算机系统是由硬件和软件部分组成的,其中硬件部分包括CPU、内存、硬盘等,软件部分包括操作系统、应用程序等。
计算机系统通过CPU 的运算和数据传输来实现各种操作。
通过实验,我们可以观察到计算机系统的工作情况,并深入了解计算机系统的组成和工作原理。
实验总结:通过本次实验,我们对计算机系统的基本结构和工作原理有了更深入的了解。
实验中,我们搭建了计算机硬件设备,安装了操作系统,并通过观察和分析实验结果,进一步认识到计算机系统的组成部分和各部分之间的相互关系。
通过操作输入输出设备,我们还实践了与计算机进行交互操作的过程。
计算机组成实验报告
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计算机组成实验报告计算机组成实验报告(共3篇)篇一:《计算机组成与结构》实验报告11 .实验目的:1).学习和了解TEC-2000 十六位机监控命令的用法;2).学习和了解TEC-2000 十六位机的指令系统;3).学习简单的TEC-2000 十六位机汇编程序设计;2.实验内容:1).使用监控程序的R 命令显示/修改寄存器内容、D 命令显示存储器内容、E 命令修改存储器内容;2).使用 A 命令写一小段汇编程序,U 命令反汇编刚输入的程序,用G 命令连续运行该程序,用T、P 命令单步运行并观察程序单步执行情况;3、实验步骤1).关闭电源,将大板上的COM1 口与PC 机的串口相连;2).接通电源,在PC 机上运行PCEC.EXE 文件,设置所用PC 机的串口为“1”或“2”, 其它的设置一般不用改动,直接回车即可;3).置控制开关为00101(连续、内存读指令、组合逻辑、16 位、联机),开关拨向上方表示“1”,拨向下方表示“0”,“X”表示任意。
其它实验相同;4).按一下“RESET”按键,再按一下“START”按键,主机上显示:TEC-2000 CRT MONITOR Version 1.0 April 2001Computer Architectur Lab.,Tsinghua University Programmed by He Jia >5).用R 命令查看寄存器内容或修改寄存器的内容a.在命令行提示符状态下输入:R↙;显示寄存器的内容图片已关闭显示,点此查看图片已关闭显示,点此查看b.在命令行提示符状态下输入:R R0↙;修改寄存器R0 的内容,被修改的寄存器与所赋值之间可以无空格,也可有一个或数个空格主机显示:寄存器原值:_在该提示符下输入新的值,再用R 命令显示寄存器内容,则R0 的内容变为0036。
图片已关闭显示,点此查看6).用D 命令显示存储器内容在命令行提示符状态下输入:D 2000↙会显示从2000H 地址开始的连续128 个字的内容;连续使用不带参数的 D 命令,起始地址会自动加128(即80H)。
计算机组成原理实验报告
![计算机组成原理实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/20c1f049bb1aa8114431b90d6c85ec3a87c28b0b.png)
计算机组成原理实验报告实验目的,通过本次实验,深入了解计算机组成原理的相关知识,掌握计算机硬件的基本组成和工作原理。
实验一,逻辑门电路实验。
在本次实验中,我们学习了逻辑门电路的基本原理和实现方法。
逻辑门电路是计算机中最基本的组成部分,通过逻辑门电路可以实现各种逻辑运算,如与门、或门、非门等。
在实验中,我们通过搭建逻辑门电路并进行实际操作,深入理解了逻辑门的工作原理和逻辑运算的实现过程。
实验二,寄存器和计数器实验。
在本次实验中,我们学习了寄存器和计数器的原理和应用。
寄存器是计算机中用于存储数据的重要部件,而计数器则用于实现计数功能。
通过实验操作,我们深入了解了寄存器和计数器的内部结构和工作原理,掌握了它们在计算机中的应用方法。
实验三,存储器实验。
在实验三中,我们学习了存储器的原理和分类,了解了不同类型的存储器在计算机中的作用和应用。
通过实验操作,我们进一步加深了对存储器的认识,掌握了存储器的读写操作和数据传输原理。
实验四,指令系统实验。
在本次实验中,我们学习了计算机的指令系统,了解了指令的格式和执行过程。
通过实验操作,我们掌握了指令的编写和执行方法,加深了对指令系统的理解和应用。
实验五,CPU实验。
在实验五中,我们深入了解了计算机的中央处理器(CPU)的工作原理和结构。
通过实验操作,我们学习了CPU的各个部件的功能和相互之间的协作关系,掌握了CPU的工作过程和运行原理。
实验六,总线实验。
在本次实验中,我们学习了计算机的总线结构和工作原理。
通过实验操作,我们了解了总线的分类和各种总线的功能,掌握了总线的数据传输方式和时序控制方法。
结论:通过本次实验,我们深入了解了计算机组成原理的相关知识,掌握了计算机硬件的基本组成和工作原理。
通过实验操作,我们加深了对逻辑门电路、寄存器、计数器、存储器、指令系统、CPU和总线的理解,为进一步学习和研究计算机组成原理奠定了坚实的基础。
希望通过不断的实践和学习,能够更深入地理解和应用计算机组成原理的知识。
计算机组成与体系结构实验
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计算机组成与体系结构实验计算机组成与体系结构是计算机科学与技术中的重要基础课程,旨在让学生深入了解计算机内部的工作原理和组成结构。
通过实验的方式,学生可以亲自动手操作和观察,加深对计算机组成与体系结构的理解与认识。
本文将就计算机组成与体系结构实验的重要性、实验的设计与操作、实验结果与分析等方面进行探讨,希望能对读者有所启发。
1. 实验的重要性计算机组成与体系结构实验作为一门重要的实践课程,具有以下几个方面的重要性。
1.1 增强理论知识的实践运用通过实验,学生能够将书本上的理论知识应用于实际操作中,增强对计算机组成与体系结构的认识和理解。
只有亲身操作和实践,才能真正理解计算机内部的工作原理。
1.2 培养问题解决能力在实验中,学生常常会遇到各种问题和挑战,需要通过分析和解决来完成实验任务。
这不仅能够培养学生的问题解决能力,还可以提高他们的创新思维和实践能力。
1.3 提升实验技能实验的设计与操作需要学生掌握一定的实验技能,例如使用计算机硬件设备、调试程序等。
通过实验,学生可以提升自己的实验技能,为以后的学习和工作打下坚实的基础。
2. 实验的设计与操作在进行计算机组成与体系结构实验时,需要根据实验目的和要求,合理设计实验方案,并按照以下步骤进行实验操作。
2.1 实验前的准备工作在开始实验之前,需要进行充分的准备工作。
首先,确认实验所需的硬件和软件设备是否齐备,并检查它们的工作状态。
其次,了解实验的背景和目的,明确实验要求和操作步骤。
最后,阅读相关的实验指导书或教材,熟悉实验的理论知识和实验的操作要点。
2.2 实验过程的操作按照实验指导书或教师的要求,进行实验的操作。
在实验过程中,要注意以下几个方面。
2.2.1 实验环境的设置根据实验要求,设置好实验环境和实验参数。
例如,可以使用特定的软件模拟实验环境,或连接相应的硬件设备来进行实验操作。
2.2.2 实验步骤的执行按照实验指导书或教师的要求,按照实验步骤进行操作。
计算机基础实验报告
![计算机基础实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/92812261580102020740be1e650e52ea5518ced4.png)
计算机基础实验报告引言计算机科学作为一门快速发展的学科,对于我们现代社会的发展起到了至关重要的作用。
而计算机基础实验则是我们学习计算机科学的基石。
通过实验,我们可以深入了解计算机的运作原理、编程语言的使用以及计算机系统的构建。
本文将对我在计算机基础实验中所学到的内容进行总结和分享。
实验内容一:计算机硬件与操作系统在第一次实验中,我们学习了计算机的基本组成部分,包括中央处理器(CPU)、存储器、输入输出设备等。
通过实践操作,我们实际拆卸和组装了一台计算机,并了解了各个硬件的功能和作用。
此外,我们还学习了计算机操作系统的基本概念和功能,如进程管理、内存管理和文件系统等。
这使我们对计算机系统的整体架构和工作原理有了更深入的了解。
实验内容二:Python编程语言在第二次实验中,我们学习了一种常用的编程语言——Python。
通过编写简单的代码,我们熟悉了Python的基本语法和函数。
Python的简洁和易读性使其成为了开发者的首选语言之一。
我们还学习了Python的常用库,如NumPy和Pandas,使我们能够更高效地处理数据和进行科学计算。
实验内容三:计算机网络与网络编程在第三次实验中,我们学习了计算机网络的基本原理和网络编程的基础知识。
我们了解了常见的网络协议,如TCP/IP和HTTP,以及网络拓扑结构和局域网的设置方法。
通过编写简单的网络程序,我们掌握了网络通信的基本操作和数据传输的原理。
这让我们更好地理解了互联网的工作原理和网络安全的重要性。
实验内容四:Java编程语言最后,我们学习了另一种常用的编程语言——Java。
Java是一种功能强大的面向对象编程语言,被广泛应用于企业级应用和大型系统的开发。
通过实践,我们熟悉了Java的语法、类和对象的概念,以及常用的开发框架和工具。
Java的跨平台特性使其成为了跨平台开发的首选语言。
结语通过计算机基础实验,我们对计算机科学的核心原理和应用有了更深入的了解。
计算机组成原理实验报告
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计算机组成原理实验报告引言计算机组成原理是计算机科学与技术的基础课程之一,通过实验可以更好地理解和掌握计算机的组成和工作原理。
本文将结合实验的过程和结果,详细论述计算机组成原理的一些关键概念和实际应用。
一、实验目的本次实验的目的是通过搭建一个简单的计算机系统,深入了解计算机的各个组成模块,如中央处理器(CPU)、存储器、输入输出设备等,并验证计算机的基本工作原理。
二、实验内容本次实验分为两个部分,第一部分是计算机系统的搭建,包括CPU的设计与实现、存储器的设计与实现等;第二部分是对已搭建的系统进行功能测试,包括寄存器的读写、指令的执行等。
1. CPU的设计与实现CPU是计算机的核心处理单元,它负责执行各种指令,并控制计算机的运行状态。
在本次实验中,我们采用了冯·诺依曼结构的单周期CPU设计,包括指令寄存器、算术逻辑单元、控制单元等组成部分。
通过在实验中的操作和执行,我们深入理解了指令的编码方式、运算的过程等。
2. 存储器的设计与实现存储器是计算机系统中的主要组成部分,用于存放指令和数据。
在本次实验中,我们设计了一个简单的存储器,采用了随机存取存储器(RAM)的结构。
通过实验中的存储器读写操作,我们了解了存储器的寻址方式、数据的存取过程等。
三、实验结果与分析经过实验的搭建和测试,我们成功完成了计算机系统的建设,并验证了其基本功能。
在测试过程中,我们发现了一些问题和改进之处,例如CPU的时钟频率过低导致指令执行速度较慢,存储器的容量不足等。
通过对这些问题的研究和分析,我们能够进一步优化和改进计算机系统的性能。
四、实验心得体会通过本次实验,我进一步加深了对计算机组成原理的理解和掌握。
实验中我不仅学到了理论知识,还通过动手搭建和操作实际的计算机系统,加深了对计算机组成原理的实际应用的理解。
同时,我也意识到计算机的设计和实现是一个综合性强的工程,需要考虑多方面的问题,如硬件的选择与优化、指令的设计与调度等。
计算机系统结构实验报告
![计算机系统结构实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/9864873b30b765ce0508763231126edb6f1a76e6.png)
计算机系统结构实验报告计算机系统结构实验报告引言:计算机系统结构是计算机科学领域中的重要课题,它研究计算机硬件和软件之间的关系,以及如何优化计算机系统的性能和效率。
本实验报告旨在介绍我们小组在计算机系统结构实验中的设计和实现过程,以及所获得的实验结果和经验。
一、实验目的计算机系统结构实验的目的是通过设计和实现一个简单的计算机系统,加深对计算机硬件和软件之间关系的理解,以及掌握计算机系统的组成和工作原理。
具体目标包括:1. 理解计算机系统的层次结构和组成部分。
2. 理解指令集架构和微指令集架构的区别。
3. 设计和实现一个简单的计算机系统,包括处理器、存储器和输入输出设备。
4. 测试和验证计算机系统的功能和性能。
二、实验设计与实现1. 计算机系统结构设计我们设计了一个基于冯·诺依曼体系结构的计算机系统,包括中央处理器(CPU)、存储器和输入输出设备。
CPU由控制单元和算术逻辑单元组成,控制单元负责指令的解码和执行,算术逻辑单元负责数据的运算和逻辑操作。
存储器用于存储指令和数据,我们选择了静态随机存储器(SRAM)作为主存储器。
输入输出设备包括键盘、显示器和磁盘。
2. 指令集架构设计我们选择了经典的冯·诺依曼指令集架构作为基础,定义了一套简单的指令集,包括算术运算、逻辑运算和数据传输等指令。
我们还设计了一套微指令集架构,用于实现指令的执行过程。
微指令集中包含了各种控制信号和操作码,用于控制CPU的工作。
3. 硬件设计与实现我们使用硬件描述语言(HDL)进行硬件设计和实现。
通过使用HDL,我们可以描述和模拟计算机系统的各个组成部分,并进行功能验证和性能分析。
我们使用Verilog HDL进行设计和实现,借助Verilog仿真器进行功能验证。
4. 软件设计与实现除了硬件设计和实现,我们还编写了一些软件程序,用于测试和验证计算机系统的功能和性能。
我们编写了一些简单的程序,包括算术运算、逻辑运算和数据传输等,用于测试CPU的指令执行和数据处理能力。
计算机系统结构实验报告
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计算机系统结构实验报告一、实验目的:1、理解指令调度的概念2、了解指令调度对系统性能的影响二、实验内容:1、用WinDLX模拟器运行调度前的程序sch-befores.s,记录程序执行过程中各种相关发生的次数以及程序执行的总时钟周期数。
2、用WinDLX模拟器运行调度后的程序sch-after.s,记录程序执行过程中各种相关发生的次数以及程序执行的总时钟周期数。
3、根据记录结果,比较调度前和调度后的性能,分析其原因。
4、通过Configuration 菜单中的“Floating point stages”选项,把除法单元数设置为3,把加法﹑乘法﹑除法的延迟设置为 3 个时钟周期,重做上述三步。
三、实验结果:sch-befores.s:.data.global ONEONE: .word 1.text.global mainmain:lf f1,ONE ;turn divf into a movecvti2f f7,f1 ;by storing in f7 1 innop ;floating-point formatdivf f1,f8,f7 ;move Y=(f8) into f1divf f2,f9,f7 ;move Z=(f9) into f2addf f3,f1,f2divf f10,f3,f7 ;move f3 into X=(f10)divf f4,f11,f7 ;move B=(f11) into f4divf f5,f12,f7 ;move C=(f12) into f5multf f6,f4,f5divf f13,f6,f7 ;move f6 into A=(f13) Finish:trap 0运行结果:sch-after.s:.data.global ONEONE: .word 1.text.global mainmain:lf f1,ONE ;turn divf into a movecvti2f f7,f1 ;by storing in f7 1 innop ;floating-point formatdivf f1,f8,f7 ;move Y=(f8) into f1divf f2,f9,f7 ;move Z=(f9) into f2divf f4,f11,f7 ;move B=(f11) into f4divf f5,f12,f7 ;move C=(f12) into f5addf f3,f1,f2multf f6,f4,f5divf f10,f3,f7 ;move f3 into X=(f10)divf f13,f6,f7 ;move f6 into A=(f13)Finish:trap 0运行结果:除法单元数设置为3,乘法单元数设置为3,加法单元数设置为 3.Before运行结果:After运行结果:四、实验总结:在本次实验过程当中,在程序进行调度是对程序的排序重新进行了排列,其中Stall周期减少。
计算机体系结构实验报告
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ECUST《计算机体系结构》实验报告专业计算机班级计071姓名xxx学号xxx成绩指导教师xxx计算机实验教学中心实验一一、实验名称FIFO先进先出存储器实验实验地点一教211 实验日期2010-5-25二、实验目的掌握FIFO 存储器的工作特性和读写方法。
三、实验设备PC 机一台,TD-CMX 实验系统一套。
四、实验原理本实验用FPGA 芯片来实现一个简单的8 位×4 的FIFO,本实验用FPGA 芯片来实现一个简单的8 位×4 的FIFO,器件的接口信号如图3-2-1,内部逻辑图如下图3-2-2。
其各信号的功能为:EMPTY:FIFO 存储器空标志,高电平有效。
FULL:FIFO 存储器满标志,高电平有效。
RST:清FIFO 存储器为空。
FIFOWR:FIFO 存储器写入信号,低电平有效。
FIFORD:FIFO 存储器读信号,低电平有效。
ID0~ID7:FIFO 存储器输入数据线。
OD0~OD7:FIFO 存储器输出数据线。
内部逻辑图设计的顶层原理图如下:五、实验操作及运行结果(1)按照上述功能要求及管脚说明,进行FPGA 芯片设计,其引脚电路图如图3-2-4 所示。
(2)关闭电源,按图3-2-5 实验连线图接线。
确保接线正确后打开实验系统的电源。
(3)编辑、编译所设计的程序,打开实验系统电源,将下载电缆插入FPGA 单元的JTAG 口,把生成的SOF 文件下载到FPGA 单元中去。
(4)接线图中B03 和B04 是FIFO 空状态、满状态指示信号,分别接到扩展单元指示灯E0、E1 上,用来反映FIFO 当前的状态。
注意:系统总清后FIFO 输出的数据是无效的,因为当FIFO 总清后,读计数器的输出被清零,此时多路开关选择输出C0 中的数据,而C0 中的数据是不确定的。
当第一次对FIFO 进行写操作后,FIFO 输出的数据开始有效。
简单的说,空标志位无效时,FIFO 的输出有效。
计算机体系结构实验报告
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实验一流水线中的相关一.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。
二.实验平台WinDLX模拟器三.预备知识1. WinDLXWinDLX模拟器是一个图形化、交互式的DLX流水线模拟器,能够演示DLX流水线是如何工作的。
该模拟器可以装载DLX汇编语言程序(后缀为“.s”的文件),然后单步、设断点或是连续执行该程序。
CPU的寄存器、流水线、I/O和存储器都可以用图形表示出来,以形象生动的方式描述DLX流水线的工作过程。
模拟器还提供了对流水线操作的统计功能,便于对流水线进行性能分析。
有关WinDLX的详细介绍,见WinDLX教程。
2. 熟悉WinDLX指令集和WinDLX源代码的编写3. 复习和掌握教材中相应的内容(1)DLX基本流水线(2)流水线的结构相关与数据相关结构相关:当指令在重叠执行过程中,硬件资源满足不了指令重叠执行的要求,发生资源冲突时,将产生“结构相关”。
数据相关:当一条指令需要用到前面指令的执行结果,而这些指令均在流水线中重叠执行时,就可能引起“数据相关”。
(3)定向技术的主要思想:在发生数据相关时,等待前面计算结果的指令并不一定真的马上就用到该计算结果,如果能够将该计算结果从其产生的地方直接送到其他指令需要它的地方,就可以避免暂停。
四.实验内容及结果1. 用 WinDLX 模拟器执行下列三个程序(任选一个):求阶乘程序 fact.s求最大公倍数程序 gcm.s求素数程序 prim.s分别以步进、连续、设置断点的方式运行程序,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。
计算机组装上机实验5篇
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计算机组装上机实验5篇第一篇:计算机组装上机实验计算机组装实验/实训内容实验一:认识计算机系统各个硬件及外设实验目的:了解计算机系统各个硬件的外形、特征实验重点:掌握各个部件在机箱内的位置实验难点:各个部件的防接错特征实验步骤:1.用螺丝刀拆卸计算机各个硬件,注意轻拿轻放,保护好螺丝不要丢失2.根据学过的每个硬件的知识观察各个硬件的外形、特征3.观察每个硬件在机箱里的位置4、写出实验心得体会实验二:AMD,Intel CPU编号识别实验目的:了解AMD,Intel CPU外形、接口特征实验重点:AMD,Intel CPU编号的辨别实验难点:AMD,Intel CPU的防接错特征实验步骤:1、根据每个人的电脑内的CPU来分别辨别不同厂商的CPU、型号、接口类型2、观察AMD及Intel CPU 外形、接口特征3、在实验报告上写出自己的CPU 厂商、型号、接口类型实验三:AMD,Intel CPU和风扇的安装实验目的:掌握AMD,Intel CPU的安装方法实验重点:AMD,Intel CPU安装方法实验难点:AMD,Intel CPU的防接错特征实验步骤:1、根据每个人的电脑内的CPU来分别辨别不同厂商的CPU、型号、接口类型2、观察AMD及Intel CPU 外形、接口特征3、安装AMD或Intel CPU到主板的CPU插槽上,同时安装散热风扇实验四:认识主板的结构实验目的:了解AMD,Intel CPU外形、接口特征实验重点:AMD,Intel CPU编号的辨别实验难点:AMD,Intel CPU的防接错特征实验步骤:2、根据每个人的电脑内的CPU来分别辨别不同厂商的CPU、型号、接口类型2、观察AMD及Intel CPU 外形、接口特征3、在实验报告上写出自己的CPU 厂商、型号、接口类型实验四:认识主板的结构实验目的:了解主板的结构和组成原理实验重点:主板上各个元器件的识别实验难点:主板上每个电子元器件的位置及特征实验步骤:1、观察自己的主机内的主板的厂商、型号2、观察主板上的各个电子元器件,能指出其名字3、观察南北桥芯片组及各种外设接口实验六:主板驱动程序的安装实验目的:掌握主板驱动程序的安装过程实验重点:不同主板的驱动安装实验难点:找到对应的主板驱动程序实验步骤:1、通过优化大师查看自己的主板的型号及厂商2、下载驱动程序或把主板光盘自带的驱动程序放入光驱3、安装驱动程序,重启实验七:内存的识别及参数测试实验目的:了解内存的外形、接口特征实验重点:内存的安装实验难点:参数的测试实验步骤:1、根据每个人的电脑内存来分别辨别不同厂商的内存型号、接口方式2、观察不同类型的内存的外形、接口特征3、在实验报告上写出自己的内存厂商、型号、接口类型及容量4.用内存测试工具软件Hwinfo32测试内存,观察内存的参数指标实验八:主流硬盘的编号参数识别实验目的:了解主流硬盘的编号参数和接口类型实验重点:主流硬盘的编号识别实验难点:硬盘的接口连接实验步骤:1、根据每个人的电脑硬盘来分别辨别不同厂商的硬盘型号、容量、接口方式2、观察不同类型的硬盘的外形、接口特征3、在实验报告上写出自己的硬盘的厂商、型号、接口类型及容量实验九:电源各种引线接口的连接实验目的:了解电源中各种引线的接口及连接设备实验重点:电源的引线连接到设备中实验难点:电源的安装实验步骤:1、根据每个人的电脑电源来分别辨别不同厂商的电源型号、引线的接口2、观察不同类型的电源的外形、接口特征3、在实验报告上写出自己的电源的厂商及接口的阵脚数实验十:键盘和鼠标的安装实验目的:掌握键盘和鼠标的安装方式实验重点:键盘鼠标的安装实验难点:接口的识别实验步骤:1、根据每个人的电脑键盘和鼠标来分别辨别不同厂商的键盘和鼠标的类型和厂商2、观察键盘和鼠标的外形、接口特征3、在实验报告上写出自己的键盘和鼠标的生产厂商及接口方式实验十一:显示器的相关设置实验目的:掌握显示器的菜单设置实验重点:对于分辨率、语言、对比度、亮度的设置实验难点:显示器的水纹、消磁功能的设置实验步骤:1、根据每个人的显示器的类型来辨别不同厂商的显示器的类型2、观察显示期的种类、接口特征、及厂商3、在实验报告上写出自己的显示器的生产厂商及类型4、运用显示器上的主菜单设置语言、对比度、亮度、尺寸、消磁、水纹等功能实验十二:计算机组装实训实验目的:掌握计算机中各种硬件的组装和连线实验重点:计算机中各种硬件的组装实验难点:各种硬件的数据及电源线连接实验步骤:1、把各种硬件按照组装的步骤把每个硬件按照到主板上固定好主板到机箱上2、注意螺丝不要拧死,硬件安装到位3、连接各种数据线和电源线4、连接外设5、通电检测6、排除故障实验十三:OFFICE 2003的安装与删除实验目的:掌握office2003的安装与删除的方法实验重点:office2003安装的步骤及目录实验难点:安装时有选择的安装软件实验步骤:1、把准备好的OFFICE 2003安装程序通过开始菜单----控制面板—添加删除程序2、如果是.EXE程序直接安装到制定的目录3、打开各个程序看看程序安装是否正确4、删除OFFICE 2003软件实验十四:OFFICE 2003的安装与删除实验目的:掌握office2003的安装与删除的方法实验重点:office2003安装的步骤及目录实验难点:安装时有选择的安装软件实验步骤:4、把准备好的OFFICE 2003安装程序通过开始菜单----控制面板—添加删除程序5、如果是.EXE程序直接安装到制定的目录6、打开各个程序看看程序安装是否正确4、删除OFFICE 2003软件第二篇:计算机组装上机实验报告西安邮电大学计算机装配调试上机实习报告书系部名称:学生姓名:专业班级:学号:指导教师:计算机学院网络实习时间: 2014年12月22日至2014年12月26 日上机实习报告一、实习任务目标帮助我们了解计算机的组成以及性能,还有能对计算机进行基本的操作。
计算机系统结构 实验报告
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计算机系统结构实验报告计算机系统结构实验报告一、引言计算机系统结构是计算机科学中的重要领域,它研究计算机硬件和软件之间的关系,以及如何设计和优化计算机系统的组成部分。
本实验旨在通过实际操作和观察,深入了解计算机系统结构的原理和实践应用。
二、实验目的本次实验的主要目的是通过搭建一个简单的计算机系统,实践理论知识,加深对计算机系统结构的理解。
具体目标包括:1. 学习和掌握计算机系统的基本组成部分,如中央处理器(CPU)、内存、输入输出设备等。
2. 理解计算机指令的执行过程,包括指令的获取、解码和执行。
3. 掌握计算机系统的性能评估方法,如时钟周期、吞吐量和响应时间等。
三、实验过程1. 搭建计算机系统首先,我们需要准备计算机系统的各个组成部分。
将中央处理器、内存、输入输出设备等逐一连接起来,确保它们能够正常工作。
然后,将操作系统安装到计算机系统中,以便后续的实验操作。
2. 执行指令在搭建好计算机系统后,我们可以开始执行指令了。
通过输入指令,计算机系统将按照指令的要求进行相应的操作。
我们可以观察指令的执行过程,包括指令的获取、解码和执行。
同时,我们还可以通过性能评估方法,如时钟周期、吞吐量和响应时间等,评估计算机系统的性能。
3. 优化计算机系统在观察和评估计算机系统的性能后,我们可以根据实验结果进行优化。
例如,我们可以调整计算机系统的硬件配置,提升计算机的运行速度和效率。
另外,我们还可以优化指令的执行顺序和算法,以提高计算机系统的整体性能。
四、实验结果与分析通过实验,我们可以得到计算机系统的性能数据,并进行相应的分析。
例如,我们可以计算计算机系统的时钟周期,以及每秒钟能够执行的指令数量。
通过对这些数据的分析,我们可以了解计算机系统的性能瓶颈,并采取相应的优化措施。
五、实验总结本次实验通过搭建计算机系统、执行指令、优化系统等步骤,深入了解了计算机系统结构的原理和实践应用。
通过实验,我们学习到了计算机系统的基本组成部分,以及指令的执行过程。
计算机体系结构实验报告3篇
![计算机体系结构实验报告3篇](https://img.taocdn.com/s3/m/5fcbab4703768e9951e79b89680203d8ce2f6aaa.png)
计算机体系结构实验报告第一篇:计算机体系结构概述计算机体系结构是计算机学科中的一个重要分支,它研究的是计算机的硬件组成和工作原理,包括计算机的处理器、存储器、输入输出设备、总线等。
计算机体系结构的研究可以帮助我们理解计算机的工作原理,优化计算机的性能,提升计算机的能力。
计算机体系结构可以分为两个方面:指令集体系结构和微体系结构。
其中,指令集体系结构是指计算机的操作系统能够直接识别和执行的指令集合,它们是应用程序的编程接口;而微体系结构是指通过硬件实现指令集合中的指令,在底层支持指令集合的操作。
指令集体系结构和微体系结构是密切相关的,因为指令集体系结构会影响微体系结构的设计和实现。
目前,计算机体系结构主要有三种类型:单处理器体系结构、多处理器体系结构和分布式计算体系结构。
其中,单处理器体系结构是指所有的指令和数据都存放在同一台计算机中,这种体系结构的优点是操作简单、易于管理,但是主频存在瓶颈,无法很好地发掘多核的性能优势;多处理器体系结构是指多个计算机共享同一块物理内存,因此可以方便地实现负载均衡和任务协作,但是存在通信延迟和数据一致性问题;分布式计算体系结构则是指通过互联网将多个计算机连接成一个网络,可以在全球范围内共享计算资源,但是通信成本和数据安全问题需要考虑。
总之,计算机体系结构是计算机学科中的重要分支,它研究计算机的硬件组成和工作原理,帮助我们理解计算机的工作原理,优化计算机性能,提升计算机能力。
第二篇:计算机指令集体系结构计算机指令集体系结构,简称ISA(Instruction Set Architecture),是指计算机能够识别和执行的指令集合。
ISA是计算机指令的编程接口,定义了一组指令和地址模式,以及寄存器和内存的组织方式,它是计算机软件和硬件协同工作的关键接口之一。
ISA可以分为两类:精简指令集体系结构(RISC,Reduced Instruction Set Computer)和复杂指令集体系结构(CISC,Complex Instruction Set Computer)。
计算机系统结构专业实习报告
![计算机系统结构专业实习报告](https://img.taocdn.com/s3/m/fc924965bc64783e0912a21614791711cc79792d.png)
计算机系统结构专业实习报告一、实习背景与目的随着信息技术的快速发展,计算机系统结构作为一门涵盖了计算机硬件和软件等多个方面的学科,在我国的高等教育体系中占据了重要的地位。
为了更好地将理论知识与实践相结合,提高自身综合素质和实际操作能力,我选择了计算机系统结构专业实习,以便为今后的学术研究和职业生涯打下坚实基础。
本次实习的主要目的是:1. 深入了解计算机系统结构的基本原理和组成部件;2. 熟悉各类计算机硬件设备的工作原理和性能指标;3. 掌握计算机系统组装、维护和调试的基本技能;4. 提高团队协作能力和沟通交流能力。
二、实习内容与过程1. 实习前的准备在实习开始前,我们参加了由指导老师举办的实习动员大会,了解了实习的要求、内容以及注意事项。
同时,我们还自学了相关教材和资料,为实习打下了理论知识基础。
2. 实习过程中的主要任务与收获实习过程中,我们主要完成了以下任务:1. 参观实验室和机房,了解各类计算机硬件设备及其功能;2. 学习计算机系统组装、维护和调试的基本技能;3. 参与实验室科研项目,协助导师进行数据分析和实验验证;4. 撰写实习日记和总结报告,记录实习过程中的所学所得。
具体收获如下:1. 熟悉了计算机系统结构的基本原理和组成部件,如CPU、内存、硬盘、显卡等;2. 掌握了计算机系统组装、维护和调试的基本技能,如安装操作系统、配置网络、排查故障等;3. 了解了实验室科研项目的工作流程,提高了科研素养;4. 增强了团队协作能力和沟通交流能力。
3. 实习中遇到的困难与解决方案在实习过程中,我们遇到了一些困难,如:1. 部分硬件设备的原理和操作较为复杂,一开始难以掌握;2. 实验室科研项目中的某些技术问题需要花费较长时间解决;3. 实习任务较重,时间紧张,难以兼顾学业与实习。
针对上述困难,我们采取了以下解决方案:1. 请教老师和同学,共同探讨,逐步掌握硬件设备的原理和操作;2. 利用课余时间深入学习相关技术,提高解决问题的能力;3. 合理安排时间,加强与团队成员的沟通,提高团队协作效率。
系统结构实验报告
![系统结构实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/5f60104017fc700abb68a98271fe910ef12daecc.png)
系统结构实验报告系统结构实验报告引言:系统结构是计算机科学中的一个重要概念,它描述了一个系统的组成部分以及它们之间的相互关系。
在本次实验中,我们将探索系统结构的基本原理,并通过实际操作来加深对系统结构的理解。
一、系统结构的定义与作用系统结构是指一个系统的组成部分以及它们之间的连接方式和关系。
它决定了系统的功能、性能和可靠性。
一个良好的系统结构设计能够提高系统的效率和可维护性,降低系统的成本和风险。
二、系统结构的基本组成一个系统的结构通常由以下几个基本组成部分构成:1. 处理器:负责执行指令和控制系统的运行。
2. 存储器:用于存储数据和指令。
3. 输入设备:用于接收外部输入。
4. 输出设备:用于向外部输出结果。
5. 总线:用于连接各个组件,传输数据和控制信号。
三、系统结构的层次结构系统结构可以分为多个层次,每个层次负责不同的功能和任务。
常见的系统结构层次包括:1. 应用层:负责处理用户的请求和提供服务。
2. 操作系统层:负责管理硬件资源和提供系统服务。
3. 中间件层:负责处理分布式系统的通信和协调。
4. 数据库层:负责管理和维护数据。
5. 硬件层:负责执行指令和存储数据。
四、系统结构的优化与改进为了提高系统的性能和可靠性,我们可以采取一些优化和改进措施,例如:1. 并行处理:利用多个处理器同时执行任务,提高系统的处理能力。
2. 分布式系统:将系统分布在多个节点上,提高系统的可伸缩性和容错性。
3. 冗余设计:在关键部件上增加冗余,提高系统的可靠性和可恢复性。
4. 缓存技术:利用高速缓存存储器提高数据访问速度。
5. 虚拟化技术:通过虚拟化将物理资源划分为多个逻辑资源,提高资源利用率。
五、实验过程与结果在本次实验中,我们搭建了一个简单的系统结构,并进行了一系列测试和优化。
通过测试,我们发现系统的性能在并行处理和缓存技术的应用下得到了显著提升。
同时,我们也发现系统的可靠性在冗余设计和虚拟化技术的应用下得到了增强。
计算机组成与系统结构实验报告2
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评语: 课中检查完成的题号及题数: 课后完成的题号与题数:成绩:自评成绩:95一、实验目的:(1) 掌握一个简单CPU 的组成原理。
(2) 在掌握部件单元电路的基础上,进一步将其构造一台基本模型计算机。
(3) 为其定义五条机器指令,编写相应的微程序,并上机调试掌握整机概念。
二、实验内容:1、实验原理:本实验要实现一个简单的CPU ,并且在此CPU 的基础上,继续构建一个简单的模型计算机。
CPU 由运算器(ALU )、微程序控制器(MC )、通用寄存器(R0),指令寄存器(IR )、程序计数器(PC )和地址寄存器(AR )组成,如图2-1-1 所示。
这个CPU 在写入相应的微指令后,就具备了执行机器指令的功能,但是机器指令一般存放在主存当中,CPU 必须和主存挂接后,才有实际的意义,所以还需要在该CPU 的基础上增加一个主存和基本的输入输出部件,以构成一个简单的模型计算机。
图1-4-1 基本CPU 构成原理图实验报告实验名称: 1.4 CPU 与简单模型机设计实验 日期: 2015.11.16 班级:10011303 学号: 2013302534 姓名:杨添文除了程序计数器(PC),其余部件在前面的实验中都已用到,在此不再讨论。
系统的程序计数器(PC)由两片74LS161 和一片74LS245 构成,其原理如图1-4-2 所示。
PC_B 为三态门的输出使能端,CLR 连接至CON 单元的总清端CLR,按下CLR 按钮,将使PC 清零,LDPC 和T2 相与后作为计数器的计数时钟,当LOAD 为低时,计数时钟到来后将CPU 内总线上的数据打入PC。
图1-4-2 程序计数器(PC)原理图本模型机和前面微程序控制器实验相比,新增加一条跳转指令JMP,共有五条指令:IN (输入)、ADD(二进制加法)、OUT(输出)、JMP(无条件转移),HLT(停机),其指令格式如下(高4位为操作码):助记符机器指令码说明IN 0010 0000 IN→R0ADD 0000 0000 R0 + R0→R0OUT 0011 0000 R0→OUTJMP addr 1100 0000 ******** addr→ PCHLT 0101 0000 停机其中JMP 为双字节指令,其余均为单字节指令,********为addr 对应的二进制地址码。
计算机体系结构实验报告
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计算机体系结构实验报告实验⼆结构相关⼀、实验⽬的:通过本实验,加深对结构相关的理解,了解结构相关对CPU性能的影响。
⼆、实验内容:1. ⽤WinDLX模拟器运⾏程序structure_d.s 。
2. 通过模拟,找出存在结构相关的指令对以及导致结构相关的部件。
3. 记录由结构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。
4. 论述结构相关对CPU性能的影响,讨论解决结构相关的⽅法。
三、实验程序structure_d.sLHI R2, (A>>16)&0xFFFF 数据相关ADDUI R2, R2, A&0xFFFFLHI R3, (B>>16)&0xFFFFADDUI R3, R3, B&0xFFFFADDU R4, R0, R3loop:LD F0, 0(R2)LD F4, 0(R3)ADDD F0, F0, F4 ;浮点运算,两个周期,结构相关ADDD F2, F0, F2 ; <- A stall is found (an example of how to answeryour questions)ADDI R2, R2, #8ADDI R3, R3, #8SUB R5, R4, R2BNEZ R5, loop ;条件跳转TRAP #0 ;; Exit <- this is a comment !!A: .double 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10B: .double 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10四、实验过程打开软件,load structure_d.s⽂件,进⾏单步运⾏。
经过分析,此程序⼀次循环中共有五次结构相关。
(R-stall 数据相关Stall- 结构相关)1)第⼀个结构相关:addd f2,,f0,f2由于前⾯的数据相关,导致上⼀条指令addd f0,f0,f4暂停在ID阶段,所以下⼀条指令addd f2,,f0,f2发⽣结构相关,导致相关的部件:译码部件。
计算机系统结构实验报告
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计算机系统结构实验报告流水线中的相关一、实验目的1. 掌握WinDLX模拟器的操作和利用,熟悉DLX指令集结构及其特点;2. 加深对计算机流水线大体概念的理解;3. 进一步了解DLX大体流水线各段的功能和大体操作;4. 加深对数据有关、结构相关的理解,了解这两类相关对CPU性能的影响;5. 了解解决数据有关的方式,掌握如何利用定向技术来减少数据有关带来的暂停。
二、实验平台WinDLX模拟器。
三、实验内容、步骤及实验结果1.用WinDLX模拟器执行下列三个程序:求阶乘程序求最大公倍数程序求素数程序别离以步进、持续、设置断点的方式运行程序,观察程序在流水线中的执行情况,观察CPU中寄放器和存储器的内容。
熟练掌握WinDLX的操作和利用。
结果总结:三种方式:步进的方式是按快捷键F7或选择菜单栏Execute中的Single Cycle;持续的方式是按快捷键F5或选择Execute中的Run;设置断点是通过选择window菜单栏中的code,然后在菜单栏中多出一项code 项,选中你想要插入的指令,在多出来的code项中找到set breakpoint,即可插入断点,然后按F5执行即可。
以为例Pipeline图指出了每一个功能段所进行的具体指令,点击指令还可以看到指令的具体相关的其他方面的内容。
时空图加倍直观的形式显示出了在某个时间周期某个功能段所执行的具体的指令。
Register图指出了各个寄放器和存储器的值,如执行完了第一条加法指令以后,R1=OX00001000。
Statistics图指出了指令的相关分析数据,例如,执行了6个cycles,4条指令在流水线中等相关的总结信息。
执行结果图、类似,所以只给出运行的结果图结果图结果图2. 用WinDLX运行程序,通过模拟找出存在资源相关的指令对和致使资源相关的部件;记录由资源相关引发的暂停时钟周期数,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式。
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计算机系统结构实验报告一.流水线中的相关实验目的: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。
实验平台:WinDLX模拟器实验内容和步骤:1.用WinDLX模拟器执行下列三个程序:求阶乘程序fact.s求最大公倍数程序gcm.s求素数程序prim.s分别以步进、连续、设置断点的方式运行程序,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Enable Forwarding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Enable Forwarding),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。
1. 求阶乘程序用WinDLX模拟器执行求阶乘程序fact.s。
这个程序说明浮点指令的使用。
该程序从标准输入读入一个整数,求其阶乘,然后将结果输出。
该程序中调用了input.s中的输入子程序,这个子程序用于读入正整数。
实验结果:在载入fact.s和input.s之后,不设置任何断点运行。
a.不采用重新定向技术,我们得到的结果b.采用定向技术,我们得到的结果:从上面的数据我们可以看出定向的作用:在定向技术存在的情况下Statistics 窗口中的各种统计数字:总的周期数(215) 和暂停数(17 RAW, 25 Control, 12 Trap; 54 Total)在定向技术不存在时候,控制暂停和Trap 暂停仍然是同样的值,而RAW暂停从17变成了53,总的模拟周期数增加到236。
所以定向技术带来的加速比:236 / 215 = 1.098DLX forwarded比DLX not forwarded快9.8%。
2.数据相关先给出一个存在数据相关的程序:LHI R2, (A>>16) & 0xFFFFADDUI R2, R2, A & 0xFFFFLHI R3, (B>>16)&0xFFFFADDUI R3, R3, B&0xFFFFloop:LW R1, 0 (R2)ADD R1, R1, R3SW 0(R2), R1LW R5, 0 (R1)ADDI R5, R5, #10ADDI R2, R2, #4SUB R4, R3, R2BNEZ R4, loopTRAP #0A: .word 0, 4, 8, 12, 16, 20, 24, 28, 32, 36B: .word 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0没有采用定向技术时运行该程序:得到程序执行了202个周期,10个数据相关引起的时钟周期RAW stall为104个。
暂停时钟周期数占总执行周期数的百分比=51.48%采用定向技术时运行该程序:得到程序执行了128个周期,共有6个数据相关引起的时钟周期RAW stall为30个。
暂停时钟周期数占总执行周期数的百分比=23.44%可见通过定向技术,减少了数据相关,缩短了程序的执行周期,整个性能为原来的1.57倍。
3.结构相关下面这段程序存在结构相关ADDI R5, R5, 1SUBI R4, R4, 1AND R3, R3, R3XOR R7, R7, R7ADDI R8, R8, 1ADDI R9, R9, 1MULT R1,R5,R4MULT R2,R3,R7执行之后得到的clock cycle programeStatistics:可见1个结构相关引起了4个stall,占总共20个CYCLE 的20%为了避免结构相关,可以考虑采用资源重复的方法,比如,在流水线机器中设置相互独立的指令存储器和数据存储器,也可以将CACHE分割成指令CACHE 和数据CACHE。
二.循环展开及指令调度实验目的:1. 加深对循环级并行性、指令调度技术、循环展开技术以及寄存器换名技术的理解;2. 熟悉用指令调度技术来解决流水线中的数据相关的方法;3. 了解循环展开、指令调度等技术对CPU性能的改进。
实验平台:WinDLX模拟器实验内容和步骤:1.用指令调度技术解决流水线中的结构相关与数据相关(1)用DLX汇编语言编写代码文件*.s,程序中应包括数据相关与结构相关(假设:加法﹑乘法﹑除法部件各有2个,延迟时间都是3个时钟周期)(2)通过Configuration菜单中的“Floating point stages”选项,把加法﹑乘法﹑除法部件的个数设置为2个,把延迟都设置为3个时钟周期;(3)用WinDLX运行程序。
记录程序执行过程中各种相关发生的次数、发生相关的指令组合,以及程序执行的总时钟周期数;(4)采用指令调度技术对程序进行指令调度,消除相关;(5)用WinDLX运行调度后的程序,观察程序在流水线中的执行情况,记录程序执行的总时钟周期数;(6)根据记录结果,比较调度前和调度后的性能。
论述指令调度对于提高CPU性能的意义。
2. 用循环展开、寄存器换名以及指令调度提高性能(1)用DLX汇编语言编写代码文件*.s,程序中包含一个循环次数为4的整数倍的简单循环;(2)用WinDLX运行该程序。
记录执行过程中各种相关发生的次数以及程序执行的总时钟周期数;(3)将循环展开3次,将4个循环体组成的代码代替原来的循环体,并对程序做相应的修改。
然后对新的循环体进行寄存器换名和指令调度;(4)用WinDLX运行修改后的程序,记录执行过程中各种相关发生的次数以及程序执行的总时钟周期数;(5)根据记录结果,比较循环展开、指令调度前后的性能。
3)存在相关的程序1.指令调度:首先,通过Configuration菜单中的“Floating point stages”选项,把除法单元数设置为3,把加法﹑乘法﹑除法的延迟设置为3个时钟周期。
给出调度前的程序sch_bef:.data.global ONEONE: .word 1.text.global mainmain:lf f1,ONE ;turn divf into a movecvti2f f7,f1 ;by storing in f7 1 innop ;floating-point formatdivf f1,f8,f7 ;move Y=(f8) into f1divf f2,f9,f7 ;move Z=(f9) into f2addf f3,f1,f2divf f10,f3,f7 ;move f3 into X=(f10)divf f4,f11,f7 ;move B=(f11) into f4divf f5,f12,f7 ;move C=(f12) into f5multf f6,f4,f5divf f13,f6,f7 ;move f6 into A=(f13)Finish:trap 0运行之后可以得到结果:调度之后的程序sch_aft:.data.global ONEONE: .word 1.text.global mainmain:lf f1,ONE ;turn divf into a movecvti2f f7,f1 ;by storing in f7 1 innop ;floating-point formatdivf f1,f8,f7 ;move Y=(f8) into f1divf f2,f9,f7 ;move Z=(f9) into f2divf f4,f11,f7 ;move B=(f11) into f4divf f5,f12,f7 ;move C=(f12) into f5addf f3,f1,f2multf f6,f4,f5divf f10,f3,f7 ;move f3 into X=(f10)divf f13,f6,f7 ;move f6 into A=(f13)Finish:trap 0运行之后得到:可以看出经过调度之后运行周期从27减少到21,而且减少了相关。
2.循环展开:循环展开前的程序:LHI R2, (A>>16)&0xFFFFADDUI R2, R2, A&0xFFFFLHI R3, (B>>16)&0xFFFFADDUI R3, R3, B&0xFFFFADDU R4, R0, R3NOPloop:SUBI R4, R4, #8SUB R5, R4, R2BNEZ R5, loopTRAP #0A: .double 1, 2, 3, 4B: .double 1, 2, 3, 4运行结果:循环展开后的程序:LHI R2, (A>>16)&0xFFFFADDUI R2, R2, A&0xFFFFLHI R3, (B>>16)&0xFFFFADDUI R3, R3, B&0xFFFFADDU R4, R0, R3SUBI R4, R4, #8SUBI R4, R4, #8SUBI R4, R4, #8SUBI R4, R4, #8TRAP #0A: .double 1, 2, 3, 4B: .double 1, 2, 3, 4运行结果:可以看出经过循环展开之后运行周期从30减少到14,而且减少了相关。
三.实验总结:通过本实验,基本掌握了WinDLX模拟器的操作和使用,熟悉DLX指令集结构及其特点,对减少各种相关、提高流水线速度的方法和技术有了更深的认识,对于体系结构这门课程的学习和后面的实验还是很有帮助的。