加法乘法靜態(tài)多功能流水線調(diào)度

1、實驗二 加法乘法靜態(tài)多功能流水線調(diào)度一實驗?zāi)康模?、掌握靜態(tài)多功能流水線指令調(diào)度的方式。2、理解重構(gòu)指令序列對指令執(zhí)行性能的影響，3、了解在處理機中指令調(diào)度的一般方式。二實驗內(nèi)容：（一）給定要執(zhí)行的任務(wù)和執(zhí)行該任務(wù)的流水線結(jié)構(gòu)流水線的調(diào)度方式能夠提高任務(wù)的并行度，但是針對不同的任務(wù)，由于相關(guān)的存在，其并行度的提高是不一致的。在開始程序設(shè)計前，我們首先要給定所要完成的任務(wù)：這里我們使用矩陣點積運算任務(wù)， aibi。 n的數(shù)值可以變化，通過變換n的值用同一程序進行多次模擬。12354XY給定流水線： 流水線分五個步驟，每個步驟的執(zhí)行時間均為一個單位時間；其中1-2-3-5組成加法流水線，1-4-5

2、組成乘法流水線。加法和乘法不能同時執(zhí)行（二）對任務(wù)進行分解對于靜態(tài)多功能流水線，由于在流水線中同時只能有一種操作的指令，因此在任務(wù)分解中首先要把相同類型的指令集中起來執(zhí)行。顯然乘法的結(jié)果是加法計算的源數(shù)據(jù)，因此先執(zhí)行乘法后執(zhí)行加法。加法和乘法不同時執(zhí)行，因此雖然是一個加法乘法多功能流水線，把它分成兩個單獨的加法和乘法流水線看待是可以的。（三）任務(wù)分解程序模擬的思路首先，Ai是對稱的，Ai和Aj都是一個源操作，任意更換其相對位置，計算的結(jié)果是不變的，對Bi也是同樣，但是乘法運算只能是Ai×Bi。因此，我們必須把Ai和Bi分開存放，且只能將下標相同的兩個數(shù)據(jù)配對進行乘法，而加法的所有源數(shù)

3、據(jù)是完全對稱的，可以按照實驗一的方式處理。對于乘法，對應(yīng)兩個源陣列，每次從兩個原矩陣的對列中各取出一個源數(shù)據(jù)，送入乘法器。計算的結(jié)果送入加法器的源數(shù)據(jù)隊列。加法器的源數(shù)據(jù)隊列初始為空，乘法器的源數(shù)據(jù)隊列初始分別放入A1An和B1Bn。（四）加法流水線的設(shè)計加法流水線分為四個步驟，每個步驟時間花費是一個單位時間。模擬程序的目的是為了計算總的執(zhí)行時間，因此對于每個步驟執(zhí)行的功能并不需要關(guān)心。為此設(shè)計一個總步數(shù)為4步的加法器，接收兩個輸入數(shù)據(jù)，經(jīng)過4個時間片，輸出加法的結(jié)果。時間片可以用定時器來模擬。（五）乘法流水線的設(shè)計乘法流水線分為三個步驟，每個步驟時間花費是一個單位時間。模擬程序的目的是為了計

4、算總的執(zhí)行時間，因此對于每個步驟執(zhí)行的功能并不需要關(guān)心。為此設(shè)計一個總步數(shù)為三步的加法器，接收兩個輸入數(shù)據(jù)，經(jīng)過3個時間片，輸出加法的結(jié)果。時間片可以用定時器來模擬。（五）程序設(shè)計程序應(yīng)包括三個隊列，一個加法類，一個乘法類，一個定時器，一個輸出對話框。兩個乘法隊列用于存放源數(shù)據(jù)，一開始將A1An和B1-Bn分別放入兩個乘法隊列。啟動定時器，每一個時間片從兩個乘法隊列中各取出一個源數(shù)據(jù)，送入乘法器（可以通過調(diào)用乘法器中接口函數(shù)，把源數(shù)據(jù)作為參數(shù)傳入）。構(gòu)造乘法器類，可以考慮用一個長度對3的執(zhí)行隊列來模擬3個步驟，每個時間片將隊列的數(shù)據(jù)依次下壓一格，隊列尾的數(shù)據(jù)進行加法計算并將結(jié)果壓入加法器源數(shù)據(jù)

5、隊列。構(gòu)造加法器類，可以考慮用一個長度對4的執(zhí)行隊列來模擬4個步驟，每個時間片將隊列的數(shù)據(jù)依次下壓一格，隊列尾的數(shù)據(jù)進行加法計算并將結(jié)果壓入加法器源數(shù)據(jù)隊列。當(dāng)乘法源隊列為空且乘法器的執(zhí)行隊列也為空（所有乘法執(zhí)行完畢）時，乘法運算結(jié)束，乘法運算結(jié)束后開始加法運算，設(shè)計方式參照實驗一。用一個記數(shù)值表示時間開銷，每個時間片對該記數(shù)值加1。當(dāng)加法源隊列只剩一個數(shù)據(jù)且加法器的執(zhí)行隊列為空時，整個程序結(jié)束，記數(shù)器的值就是任務(wù)執(zhí)行的總體時間花費。（五）多次模擬可以通過循環(huán)的方式對n從420進行循環(huán)，將每次模擬運行的時間開銷值在對話框中顯示出來。如果可能將結(jié)果打印。三實驗要求：實驗前要做好充分準備，包括對開發(fā)環(huán)境的了解，程序設(shè)計的思路，以及輸出的格式。四調(diào)試步驟1編輯源程序，建立一個基于對話框的VC工程.2創(chuàng)建隊列、定時器、加法器類、乘法器類，確定程序流程。3創(chuàng)建顯示對話框。4編碼、編譯、調(diào)試。 五時空圖模擬 用時空圖模擬計算執(zhí)行任務(wù)所花費的時間