ДОСЛІДЖЕННЯ КОНВЕЄРНОГО ВИКОНАННЯ ІНСТРУКЦІЙ РУХОМОЇ КОМИ. Лабораторна робота з Архітектура комп ютерних систем. Робота № 101052

ДОСЛІДЖЕННЯ КОНВЕЄРНОГО ВИКОНАННЯ ІНСТРУКЦІЙ РУХОМОЇ КОМИ

Інформація про навчальний заклад

ВУЗ:

Національний університет Львівська політехніка

Інститут:

ІКТА

Факультет:

КН

Кафедра:

ЗІ

Інформація про роботу

Рік:

2025

Тип роботи:

Лабораторна робота

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 / Лабораторна робота №4 з дисципліни: «Архітектура комп’ютерних систем» на тему: «ДОСЛІДЖЕННЯ КОНВЕЄРНОГО ВИКОНАННЯ ІНСТРУКЦІЙ РУХОМОЇ КОМИ» Мета роботи: опанування технікою 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. Виконання роботи Нам дано фрагмент коду 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 Перевіряємо код у asm.exe: / Як ми можнмо бачити даний код є коректним. У програмі WINMIPS64 запустимо конвеєр, і водночас включити механізми випередження і прогнозування напрямку умовного переходу (branch target buffer) / Запускаємо програму: / Програма відпрацювала за 1639 циклів; Виконало 1013 інструкцій; Пригальмовувань RAW = 445 (Read after write). СPI = 1.611. Змінюємо послідовність функцій, включаєм випередження та branch target buffer. Оптимізований код: .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 andi r5,r1,1 ; test odd or even loop: dadd r2,r1,r1 ; times 2 beqz r5,even odd: dadd r1,r2,r1 ; times 3 ld r4,max(r0) daddi r1,r1,1 ; plus 1 slt r3,r4,r1 ; compare with max andi r5,r1,1 beqz r3,loop sd r1,max(r0) ; new max j loop even: dsrl r1,r1,1 ;divide by 2 slti r3,r1,2 ; test for finished andi r5, r1,1 beqz r3,loop halt Перевіряємо код у asm.exe: / Синтаксис є коректним. Відкриємо програму WINMIPS64 і запустимо цей код вибравши: / / було відпрацьовано 976 циклів; RAW = 1; CPI = 1.250. Висновок Під час виконання цієї лабораторної роботи я опанувала техніку конвеєрного виконання RISC інструкцій для операндів формату рухомої коми. Також оптимізувала наданий програмний код, дослідила дію запропонованої оптимізації та отримала такий результат в порівнянні з початковим кодом:

Лабораторна робота Архітектура комп ютерних систем

kakaduka

08.04.2025 12:05

Коментарі

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

Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!

поділитись