計算機體系結(jié)構(gòu)實驗報告-實驗三

計算機體系結(jié)構(gòu)實驗報告-實驗三計算機體系結(jié)構(gòu)實驗報告-實驗三全文共10頁，當(dāng)前為第1頁。計算機體系結(jié)構(gòu)實驗報告-實驗三全文共10頁，當(dāng)前為第1頁。計算機體系結(jié)構(gòu)實驗報告實驗三

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1.實驗?zāi)康模?/p>

通過實驗，熟練掌握WINDLX的操作方法，特別注意在單步執(zhí)行WinDLX程序中，流水線中指令的節(jié)拍數(shù)。

2．實驗內(nèi)容：

（1）用WinDLX模擬器執(zhí)行求素數(shù)程序prim.s。這個程序計算若干個整數(shù)的素數(shù)。

（2）單步執(zhí)行兩輪程序，求出素數(shù)2和3。

（3）在執(zhí)行程序過程中，注意體驗單步執(zhí)行除法和乘法指令的節(jié)拍數(shù)，并和主菜單configuration/floatingpointslages中的各指令執(zhí)行拍數(shù)進行比較。

3．實驗程序

求素數(shù)程序prim.s。

;***********WINDLXExp.2:Generateprimenumbertable*************

;

;Programbeginsatsymbolmain

;generatesatablewiththefirst'Count'primenumbersfrom'Table'

;

.data

;***sizeoftable

.globalCount

Count:.word10；10的地址值

.globalTable

Table:.spaceCount*4；給Table保留Count*4個字節(jié)

.text

.globalmain

main:

;***Initialization

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addir1,r0,0;IndexinTable；0+0地址值送R1

addir2,r0,2;Currentvalue；0+2地址值送R2

;***Determine,ifR2canbedividedbyavalueintableNextValue:addir3,r0,0;HelpindexinTable；0+0地址值送R3Loop:seqr4,r1,r3;EndofTable?；IFr1==r3?Yesr4=1;elser4=0;bnezr4,IsPrim;R2isaprimenumberr4!=0,excuteIsPrim

lwr5,Table(R3)

divur6,r2,r5

multur7,r6,r5

subur8,r2,r7

beqzr8,IsNoPrim;ifr8==0,excuteIsNoPrim

addir3,r3,4;r3+4->r3

jLoop

IsPrim:;***WritevalueintoTableandincrementindex

swTable(r1),r2

addir1,r1,4

;***'Count'reached?

lwr9,Count

srlir10,r1,2

sger11,r10,r9

bnezr11,Finish

IsNoPrim:;***Checknextvalue

addir2,r2,1;incrementR2

jNextValue

Finish:;***end

trap0

計算機體系結(jié)構(gòu)實驗報告-實驗三全文共10頁，當(dāng)前為第4頁。4、實驗流程圖

5、實驗步驟和結(jié)果

單步執(zhí)行過程中寄存器的變化情況（1）獲取素數(shù)2：

計算機體系結(jié)構(gòu)實驗報告-實驗三全文共10頁，當(dāng)前為第5頁。

由于R1=R3=0，所以R2=2為素數(shù)，將2送入Table（0）中。

（2）獲取素數(shù)3。執(zhí)行步驟以及對應(yīng)的寄存器的變化情況：

1>R2=2isPRim,R4=1;2>R1+4->R1;3>10->R9,R1/4->R10,R2+1->R2;4>R1!=R3,R4=0;

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5>Table(R3)->R5;6>R2/R5->R6;7>R6*R5->R7;8>R2-R7->R8;

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9>R3+4->R3;10>R2=3isPRim,R4=1;11>R2=3->Table(4),R1+4->R1;

計算機體系結(jié)構(gòu)實驗報告-實驗三全文共10頁，當(dāng)前為第8頁。（3）乘法指令的節(jié)拍數(shù)為：5（-9—-5）；除法指令的節(jié)拍數(shù)為：19（-28—-10）；主菜單configuration/floatingpointslages中的各指令執(zhí)行拍數(shù)：乘法為5；除法為19。正好與上述的執(zhí)行過程一致。

（4）數(shù)據(jù)相關(guān)和結(jié)構(gòu)相關(guān)：數(shù)據(jù)相關(guān)：

Addir1,r0,0x0

Addir2,r0,0x2

Addir3,r0,0x0

Seqr4,r1,r3

計算機體系結(jié)構(gòu)實驗報告-實驗三全文共10頁，當(dāng)前為第9頁。Bnezr4,lsprim

Lwr5,table(r3)

Divur6,r2,r5

Multur7,r6,r5

Subur8,r2,r7

Beqzr8,lsnoprim

Addir3,r3,0x4

Jloop

Swtable(r1),r2

Addir1,r1,0x4

Lwr9,$data(r0)

Srlir10,r1,2

Sger11,r10,r9

Bnezr11,finish

Addir2,r2,0x1

Jnextvalue

Trap0x0

nop

結(jié)構(gòu)相關(guān)：

Instructions/cycles

Swtable(r1),r2

Addir1,r1,0x4

Lwr9,$data(r0)

Srlir10,r1,2

Sger11,r10,r9

Bnezr11,finish

Addir2,r2,0x1

計算機體系結(jié)構(gòu)實驗報告-實驗三全文共10頁，當(dāng)前為第10頁。Trap0x0

nop

6、實驗總結(jié)

通過本次實驗的學(xué)習(xí)，我充分理解了寄存器的變化情況一步一步反映著程序的進行情況。我基本熟練掌握windlx的操作和使用，對程序在流水線中的執(zhí)行情況基本了解，觀察到了cpu中寄存器和存儲器的內(nèi)容變化，清晰掌握數(shù)據(jù)相關(guān)和結(jié)構(gòu)相關(guān)的意義。同時執(zhí)行過程中的乘除法節(jié)拍也是通過Configuration，我們自己進行設(shè)定的。通過這些數(shù)據(jù)，我們可以看到數(shù)據(jù)相關(guān)以及結(jié)構(gòu)相關(guān)的一些情況。本次實驗使我對程序執(zhí)行過程中，各個硬件的工

作狀態(tài)有了更加深刻的了解和認(rèn)識。

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