2024年Tomasulo算法實(shí)驗(yàn)報(bào)告

Tomasulo算法試驗(yàn)匯報(bào)課程名稱：高級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)造學(xué)號(hào)：姓名：指導(dǎo)教師：曰期：12月8曰試驗(yàn)?zāi)康募由顚?duì)指令集并行性及開(kāi)發(fā)的理解。加深對(duì)Tomasulo算法的理解。掌握Tomulo算法在指令流出、執(zhí)行、寫成果各階段對(duì)浮點(diǎn)操作指令以及l(fā)oad和store指令進(jìn)行什么處理。掌握采用了Tomasulo算法的浮點(diǎn)處理部件的構(gòu)造。掌握保留站的構(gòu)造。給定被執(zhí)行代碼片段，對(duì)于詳細(xì)某個(gè)時(shí)鐘周期，可以寫出保留站、指令狀態(tài)表以及浮點(diǎn)寄存器狀態(tài)表內(nèi)容的變化狀況。試驗(yàn)平臺(tái)Tomasulo算法模擬器。試驗(yàn)內(nèi)容1.假設(shè)浮點(diǎn)功能部件的延遲時(shí)間為加減法2個(gè)周期，乘法10個(gè)時(shí)鐘周期，除法40個(gè)時(shí)鐘周期，load部件2個(gè)時(shí)鐘周期。運(yùn)行程序的代碼段如下：L.DF6,24(R2)L.DF2,12(R3)MUL.DF0,F2,F4SUB.DF8,F6,F2DIV.DF10,F0,F6ADD.DF6,F8,F2當(dāng)指令MUL.D寫成果時(shí)，保留站中內(nèi)容如下表所示：當(dāng)指令MUL.D寫成果時(shí)，load緩沖器中內(nèi)容如下表所示：當(dāng)指令MUL.D寫成果時(shí)，寄存器狀態(tài)表中的內(nèi)容如下表所示：觀測(cè)分析：周期1：取出第一條指令L.DF6,24(R2)，地址偏移量24寫入LOAD1，LOAD1名存入寄存器F6。周期2：取出第二條指令L.DF2,12(R3)，地址偏移量12寫入LOAD2，LOAD2名存入寄存器F2，同步第一條指令開(kāi)始執(zhí)行，LOAD1上寫入絕對(duì)地址。周期3：取出第三條指令MUL.DF0,F2,F4，第一條指令完畢，第二條指令開(kāi)始執(zhí)行,LOAD2上寫入絕對(duì)地址。保留站中存入待運(yùn)算的操作數(shù)和操作。寄存器F0上QI寫入保留站中待運(yùn)算命令的名稱。周期4：取出第四條指令SUB.DF8,F6,F2，第二條指令執(zhí)行完畢，第一條指令寫入成果M1到寄存器F6，保留站中存入第四條指令的待運(yùn)算操作數(shù)和操作。LOAD1清空。周期5：取出第五條指令DIV.DF10,F0,F6，第二條指令寫成果M2到寄存器F2，LOAD2清空。保留站中存入第五條指令的待運(yùn)算操作數(shù)和操作周期6：取出第六條指令A(yù)DD.DF6,F8,F2，第三條和第四條指令開(kāi)始執(zhí)行，有關(guān)的操作數(shù)和操作符被存入保留站周期7：第四條指令執(zhí)行完畢，保留站中的第三條指令繼續(xù)執(zhí)行。周期8：第四條指令寫成果M3到寄存器F8，保留站中寄存第四條指令的位置清空，第三條指令繼續(xù)執(zhí)行。周期9：第六條指令開(kāi)始執(zhí)行。第三條指令繼續(xù)執(zhí)行。周期10：第六條指令執(zhí)行完畢，第三條指令繼續(xù)執(zhí)行。周期11：第六條指令寫成果M4到寄存器F6中，清空保留站中本來(lái)寄存第六條指令的位置。第三條指令繼續(xù)執(zhí)行。周期12~15：第三條指令繼續(xù)執(zhí)行，直到完畢。周期16：第三條指令寫成果M5到寄存器F0，保留站中本來(lái)寄存第三條指令的位置清空。周期17~56：第五條指令開(kāi)始執(zhí)行，直到結(jié)束周期57：第五條指令執(zhí)行結(jié)束後寫成果M6到F10,保留站中本來(lái)寄存第五條指令的位置清空。2.對(duì)于與1相似的延遲時(shí)間和代碼段（1）在第3個(gè)時(shí)鐘周期時(shí)，保留站內(nèi)容如下表所示：在第3個(gè)時(shí)鐘周期時(shí)，load緩沖器內(nèi)容如下表所示：在第3個(gè)時(shí)鐘周期時(shí)，寄存器狀態(tài)表內(nèi)容如下表所示：（2）步進(jìn)5個(gè)時(shí)鐘周期後，保留站內(nèi)容如下表所示：load緩沖器內(nèi)容如下表所示：寄存器狀態(tài)表中內(nèi)容如下表所示：（3）再步進(jìn)10個(gè)時(shí)鐘周期後，保留站內(nèi)容如下表所示：load緩沖器內(nèi)容如下表所示：寄存器狀態(tài)表中內(nèi)容如下表所示：3.浮點(diǎn)功能部件的延遲時(shí)間為加減法3個(gè)時(shí)鐘周期，乘法8個(gè)時(shí)鐘周期，除法40個(gè)時(shí)鐘周期。load部件2個(gè)時(shí)鐘周期。運(yùn)行程序的代碼段如下：L.DF12,20(R5)L.DF2,10(R6)MUL.DF6,F2,F10SUB.DF0,F8,F2DIV.DF10,F0,F12ADD.DF8,F12,F2在第3個(gè)時(shí)鐘周期時(shí)，保留站內(nèi)容如下表所示：load緩沖器內(nèi)容如下表所示：寄存器狀態(tài)表中內(nèi)容如下表所示：步進(jìn)5個(gè)時(shí)鐘周期後