實(shí)驗(yàn)二結(jié)構(gòu)相關(guān)

1、實(shí)驗(yàn)二結(jié)構(gòu)相關(guān)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)本實(shí)驗(yàn)，加深對(duì)結(jié)構(gòu)相關(guān)的理解，了解結(jié)構(gòu)相關(guān)對(duì)CPU性能的影響。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：用WinDLX模擬器運(yùn)行程序structure_d.s。通過(guò)模擬，找出存在結(jié)構(gòu)相關(guān)的指令對(duì)以及導(dǎo)致結(jié)構(gòu)相關(guān)的部件。由結(jié)構(gòu)相關(guān)引起的暫停時(shí)鐘周期數(shù)，計(jì)算暫停時(shí)鐘周期數(shù)占總執(zhí)行周期 數(shù)的百分比。論述結(jié)構(gòu)相關(guān)對(duì)CPU性能的影響，討論解決結(jié)構(gòu)相關(guān)的方法。實(shí)驗(yàn)原理：結(jié)構(gòu)相關(guān)是指因?yàn)槌绦虻膱?zhí)行方向可能被改變而引起的相關(guān)?？赡芨淖兂绦?執(zhí)行方向的指令通常有無(wú)條件轉(zhuǎn)移、一般條件轉(zhuǎn)移、復(fù)合條件轉(zhuǎn)移、子程序調(diào)用、 中斷等。無(wú)條件轉(zhuǎn)移無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令一般能夠在指令分析器中就執(zhí)行完成，因此一般對(duì)指令執(zhí)行 部件的工作不會(huì)造

2、成影響。條件轉(zhuǎn)移條件轉(zhuǎn)移指令有兩種：一般條件轉(zhuǎn)移指令和復(fù)合條件轉(zhuǎn)移指令。對(duì)于一般條件轉(zhuǎn)移指令，相關(guān)最嚴(yán)重的情況發(fā)生在條件碼是上一條指令產(chǎn)生 的。轉(zhuǎn)移不成功對(duì)先行控制器的影響不大，而轉(zhuǎn)移成功時(shí)，不僅指令執(zhí)行過(guò)程變 成了完全串行，而且要作廢已經(jīng)取到先行指令緩沖棧中的大量指令，從而白白增 加了處理機(jī)與主存之間的通信量。對(duì)于復(fù)合條件轉(zhuǎn)移指令，如果轉(zhuǎn)移不成功，則就象一條普通的運(yùn)算型指令一 樣。如果轉(zhuǎn)移成功，不僅要全部或部分作廢先行指令緩沖棧中已經(jīng)預(yù)取的指令， 還可能要作廢先行操作棧中的指令和先行讀數(shù)棧中的操作數(shù)，作廢當(dāng)前在指令分 析器中分析的指令。WinDLX的窗口配置：1. Statistics 窗口

3、：將待運(yùn)行程序裝入主存后按F5使程序完成執(zhí)行，出現(xiàn)消息Trap #0 occurred表明最后一條指令trap 0已經(jīng)執(zhí)行，Trap指令中編號(hào)0沒(méi)有定義，只是用來(lái)終止程序。雙擊圖標(biāo)Statistics。Statistics窗口提供各個(gè)方面的信息：模擬中硬件配置情況、暫停及原因、條件分支、Load/Store指令、 浮點(diǎn)指令和traps。窗口中給出事件發(fā)生的次數(shù)和百分比。2. WinDLX可以在多種配置下工作。你可以改變流水線的結(jié)構(gòu)和時(shí)間要求、 存儲(chǔ)器大小和其他幾個(gè)控制模擬的參數(shù)。點(diǎn)擊Configuration / Floating Point StagesC 點(diǎn)擊 Configuration

4、打開(kāi)菜單，然后點(diǎn)擊 Floating Point Stages 菜單項(xiàng)），點(diǎn)擊Configuration / Memory Size ,可以設(shè)置模擬處理器的存儲(chǔ)器大小。 應(yīng)設(shè)置為0 x8000，然后，點(diǎn)擊OK返回主窗口。在Configuration菜單中的其他三個(gè)配置也可以設(shè)置，它們是:Symbolic addresses, Absolute Cycle Count 和 Enable Forwarding。 點(diǎn)擊相應(yīng)菜單項(xiàng) 后，在它的旁邊將顯示一個(gè)小鉤。實(shí)驗(yàn)要求：實(shí)驗(yàn)前要做好充分準(zhǔn)備，包括WinDLX安裝與調(diào)試步驟、程序運(yùn)行方法， 以及對(duì)模擬結(jié)果的分析等。實(shí)驗(yàn)報(bào)告：1、程序運(yùn)行說(shuō)明。2、存在結(jié)構(gòu)相關(guān)的指令對(duì)以及導(dǎo)致結(jié)構(gòu)相關(guān)的部件說(shuō)明。3