实验三 流水线的工作过程
3.1 实验目的
1. 加深对计算机流水线基本概念的理解； 2. 理解MIPS结构如何用5段流水线来实现； 3. 理解各段的功能和基本操作。
3.2 实验平台
指令级和流水线操作级模拟器MIPSsim
3.3 实验内容和步骤
首先要掌握MIPSsim模拟器的使用方法。
1. 启动MIPSsim。
2. 根据预备知识中关于流水线各段操作的描述，进一步理解流水线窗口中各段的功能，掌
握各流水寄存器的含义（用鼠标双击各段，就可以看到各流水寄存器的内容）；
3. 用MIPSsim的“文件”菜单中的“载入程序”来加载pipeline.s（在模拟器所在文件夹
下的“样例程序”文件夹中）；
4. 执行该程序，记录所花的始终周期数； 5. 勾选配置菜单中的“流水方式”，使模拟器工作于流水方式下； 6. 关闭定向功能。这是通过在“配置”菜单中去选“定向”（即使得该项前面没有“√”
号）来实现的；
7. 重新加载pipeline.s；
8. 用单步执行一周期的方式（“执行”菜单中，或用F7）执行该程序，观察每一周期中，
各段流水寄存器内容的变化、指令的执行情况（代码窗口）以及时钟周期图； 9. 当执行到第10个时钟周期时，各段分别正在处理的指令是：
IF：
ID：
EX：
MEM：
WB：
画出这时的时钟周期图。
10. 这时各流水寄存器中的内容为：
IF/ID.IR：_____________ _______
IF/ID.NPC：_____________ _______
ID/EX.A：_____________ _______
ID/EX.B：_____________ _______
ID/EX.Imm：_____________ _______
ID/EX.IR：_____________ _______
EX/MEM.ALUo：_____________ _______
EX/MEM.IR：_____________ _______
MEM/WB.LMD：_____________ _______
MEM/WB.ALUo：_____________ _______
MEM/WB.IR：_____________ _______
11. 观察和比较采用流水后性能上的提高。
三流水线的工作过程
