Дослідження конвеєрного виконання інструкцій рухомої коми. Звіт до лабораторної роботи з Архітектура комп ютерних систем. Робота № 101017

Дослідження конвеєрного виконання інструкцій рухомої коми

Інформація про навчальний заклад

ВУЗ:

Національний університет Львівська політехніка

Інститут:

ІКТА

Факультет:

КН

Кафедра:

Не вказано

Інформація про роботу

Рік:

2022

Тип роботи:

Звіт до лабораторної роботи

Предмет:

Архітектура комп ютерних систем

Завантажити

Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА» ІКТА Кафедра ЗІ / Звіт до лабораторної роботи №4з курсу «Архітектура комп’ютерних систем» на тему: «Дослідження конвеєрного виконання інструкцій рухомої коми» Варіант - 18 Львів 2022 Мета роботи: опанувати техніку конвеєрного виконання RISC інструкцій для операндів формату рухомої коми. Завдання Засобами архітектурного симулятора WinMIPS64 машини з 64-розрядною RISC архітектурою MIPS64 дослідити конвеєрне виконання фрагментів машинних програм, що команди опрацювання операндів в форматі з рухомою комою. Виявити наявні залежності (небезпеки) даних і керування, оптимізувати програмний код та дослідити дію запропонованої оптимізації. За результатами проведених лабораторних досліджень оформити звіт та захистити його. Початок виконання роботи Виконавши на симуляторі наступний оптимізований фрагмент коду: ; hail.s ; Hailstone numbers iteration ; If number is odd, multiply by 3 and add 1 ; If number is even, divide it by 2 ; repeat this iteration until number is 1 .data number: .word 27 ; this is input number - change it! max: .word 0 ; max number so far .text start: ld r1,number(r0) ; program start loop: andi r3,r1,1 ; test odd or even beqz r3,even odd: dadd r2,r1,r1 ; times 2 dadd r1,r2,r1 ; times 3 daddi r1,r1,1 ; plus 1 j over even: dsrl r1,r1,1 ; divide by 2 over: ld r4,max(r0) slt r3,r4,r1 ; compare with max beqz r3,skip sd r1,max(r0) ; new max skip: slti r3,r1,2 ; test for finished beqz r3,loop halt / Рис. 1. Виконана програма без оптимізації / Рис. 2. Вікно статистики після виконання коду Результат виконання програми показав нам такий результат: Загальне число виконаних циклів становить 26. СРІ = 2.600 – це середнє число тактових інтервалів (cycles per instruction), що припало на виконання кожної інструкції програми. RAW Stalls (read after write) = 10 Branch Taken Stalls (виконаного умовного переходу) = 2 Branch Misprediction Stalls(передбаченні напрямку умовного переходу)= 0 Виконавши на симуляторі наступний оптимізований фрагмент коду: .data number: .word 27 max: .word 0 .text start: ld r1,number(r0) loop: andi r3,r1,1 beqz r3,even odd: dadd r2,r1,r1 j over even: dsrl r1,r1,1 over: ld r4,max(r0) slt r3,r4,r1 beqz r3,skip sd r1,max(r0) skip: slti r3,r1,2 beqz r3,loop halt nop Увімкнемо функцію випередження (Enable Forwarding) для оптимізації:/ Рис. 3. Виконана програма з оптимізацією за допомогою Enable Forwarding / Рис. 4. Вікно статистики після виконання оптимізованого коду Проаналізуємо вміст вікна статистики (Statistics) і зауважимо, що ми отримали вже 5 пригальмуваннь RAW. Витратили 21 тактових циклів на виконання 10 інструкцій. Значить, отримали середнє число тактових імпульсів CPI=2 на одну інструкцію. Середнє число тактових інтервалів (cycles per instruction або CPI), що припало на виконання кожної інструкції програми також зменшилось до 2100 Висновок: на даній лабораторній роботі, Я, опанував техніку конвеєрного виконання RISC інструкцій для операндів формату рухомої коми.

Звіт до лабораторної роботи Архітектура комп ютерних систем

kakaduka

08.04.2025 11:04-

Коментарі

Ви не можете залишити коментар. Для цього, будь ласка, або зареєструйтесь.

Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!

Маєш корисні навчальні матеріали, які припадають пилом на твоєму комп'ютері? Розрахункові, лабораторні, практичні чи контрольні роботи — завантажуй їх прямо зараз і одразу отримуй бали на свій рахунок! Заархівуй всі файли в один .zip (до 100 МБ) або завантажуй кожен файл окремо. Внесок у спільноту – це легкий спосіб допомогти іншим та отримати додаткові можливості на сайті. Твої старі роботи можуть приносити тобі нові нагороди!

поділитись