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北邮计算机系统结构实验报告材料-实验一到五-WINDLX模拟器

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5.Statistics窗口介绍

该窗口是对运行程序中的数据进行分析。主要包括模拟器中硬件配置情况,在该窗口中,我们可以比较不同配置对于该模拟器的不同影响。如下图所示。 1)整体指令执行情况

2) 硬件配置情况

3) 暂停次数和百分比及原因分析

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4)分支次数和百分比

5)Load/Store指令执行情况

6)浮点指令执行次数和百分比

7)trap发生的次数和百分比

6.Breakpoints窗口介绍

该窗口使用来观察代码运行情况。先打开Breakpoints窗口,点击窗口上方的

停止执行。

来设置breakpoint,也就是设置指令运行到流水线的哪个阶段程勋

如上图,如果选择EX阶段,在Code窗口中相应的行会出现BEX,即指令执

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行到译码结束执行开始的时候,程序将中止。

·实验总结

通过本次试验,由于是第一次接触DLX模拟器,该试验能够帮助我对这个模拟器大致的功能及使用做个大致的了解。对于日后的实验打下好的基础。

我觉得WinDLX模拟器小而精悍,它有不同颜色的标记, 不同寄存器及存储器的反映。通过使用它,可以对5步流水的过程及不同阶段很清楚明白的看到。也可以看到不同指令分析走到了哪一步,到了哪一步流水段。

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实验二 指令流水线相关性分析

·实验目的

通过使用WINDLX模拟器,对程序中的三种相关现象进行观察,并对使用专用通路,增加运算部件等技术对性能的影响进行考察,加深对流水线和RISC处理器的特点的理解。

·实验环境

Windows XP操作系统 WinDLX模拟器

·实验步骤

1.观察程序中出现的数据/控制/结构相关。指出程序中出现上述现象的指令组合。

2.考察增加浮点运算部件对性能的影响。 3.考察增加forward部件对性能的影响。

4.观察转移指令在转移成功和转移不成功时候的流水线开销。

1. 观察程序中出现的数据/控制/结构相关;指出程序中出现上述现象的指令组合。

1) 数据相关

如下图所示,在Clock Cycle Diagram窗口所想是的时空图中和Pipeline窗口中的流图中,第一次出现了R-Stall。

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接下来可以点击上图中的橘色窗口,则屏幕显示

lbu r3,0×0(r2)

要在WB周期写回r3中的数据;而下一条指令 seqi r5,r3,0×a

要在intEX周期中读取r3中的数据。

上述过程发生了WR冲突,即写读相关。为了避免此类冲突, seq r5,r4,0×a的intEX指令延迟了一个周期进行。 由此,相关指令为:

2) 控制相关

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