ДОСЛІДЖЕННЯ ВИКОНАННЯ ЦИКЛІВ НА КОНВЕЄРІ ІНСТРУКЦІЙ. Лабораторна робота з Архітектура комп ютерних систем. Робота № 101115

ДОСЛІДЖЕННЯ ВИКОНАННЯ ЦИКЛІВ НА КОНВЕЄРІ ІНСТРУКЦІЙ

Інформація про навчальний заклад

ВУЗ:

Національний університет Львівська політехніка

Інститут:

ІКТА

Факультет:

КН

Кафедра:

ЗІ

Інформація про роботу

Рік:

2022

Тип роботи:

Лабораторна робота

Предмет:

Архітектура комп ютерних систем

Завантажити

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

Міністерство освіти та науки України Національний університет «Львівська політехніка» ІКТА Кафедра ЗІ / Лабораторна робота №2 з дисципліни: «Архітектура комп’ютерних систем» на тему: «ДОСЛІДЖЕННЯ ВИКОНАННЯ ЦИКЛІВ НА КОНВЕЄРІ ІНСТРУКЦІЙ» Варіант - 24 Мета роботи - опанувати техніку конвеєрного виконання RISC інструкцій. Завдання Засобами архітектурного симулятора WinMIPS64 машини з 64-розрядною RISC архітектурою MIPS64 дослідити конвеєрне виконання фрагментів машинних програм, що містять цикли. 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 Асемблерний код програми ; Program: loop.s ; Sum of 10 integer values .data values: .word 59, 30, 36, 9, 58, 15, 17, 52, 47, 15 ; 64-bit integers result: .space 8 .text MAIN: daddui R1,R0,10 ; R1 <- 10 dadd R2,R0,R0 ; R2 <- 0 POINTER REG dadd R3,R0,R0 ; R3 <- 0 RESULT REG LOOP: ld R4,values(R2) ;GET A VALUE IN R4 dadd R3,R3,R4 ; R3 <- R3 + R4 daddi R2,R2,8 ; R2 <- R2 + 8 POINTER INCREMENT daddi R1,R1,-1 ; R1 <- R1 - 1 DECREMENT COUNTER bnez R1,LOOP nop sd R3,result(R0) ; Result in R3 HALT ; the end Перед виконанням роботи перевіряємо коректність програми за допомогою asm.exe / Виконання програми у WinMIPS64. Ось так виглядає головна сторінка програми після відкриття файлу lab2.s: / Перед початком виконання покрокової симуляції виконання інструкцій, увімкнемо апаратні механізми випередження даними і прогнозування напрямку умовного переходу за допомогою буфера цільових адрес переходу (branch target buffer, BTB) у Configure – Enable Forwarding і Enable Branch Target Buffer та натиснемо F7: / На 7 циклі було отримано RAW (read after write), що показано на скріншоті: / Було отримано 2 RAW на 10 циклі: / Після 11 циклів симуляції виконання інструкцій, утворилося перше пригальмування за рахунок виконаного умовного переходу (branch taken stall). / За 40 циклів було отримано 10 RAW та 2 BTS (branch taken stall): / На 76 циклі симуляції виконання інструкцій, трапилася помилка передбачення напрямку умовного переходу (Branch misprediction stall у вікні статистики): / І на 84 циклі була завершена програма з такими результатами: / Проте вимкнувши апаратні механізми випередження даними і прогнозування напрямку умовного переходу за допомогою буфера цільових адрес переходу, отримаємо ось такі результати: / Результат виконання програми сумування 10 чисел з механізмами випередження та прогнозування: Загальне число виконаних циклів становить 84. СРІ = 1.500 – середнє число циклів (cycles per instruction), що припало на виконання кожної інструкції програми. • RAW Stalls (read after write) = 20; • Branch Taken Stalls (виконаного умовного переходу) = 2; • Branch Misprediction Stalls (передбачені напрямку умовного переходу)= 2; Результат виконання програми сумування 10 чисел без механізмів випередження та прогнозування: Загальне число виконаних циклів становить 110. СРІ = 1.964 – середнє число циклів (cycles per instruction), що припало на виконання кожної інструкції програми. • RAW Stalls (read after write) = 41; • Branch Taken Stalls (виконаного умовного переходу) = 9; • Branch Misprediction Stalls (передбачені напрямку умовного переходу)= 0; Висновок: Виконавши дану лабораторну роботу, я навчилась виконувати певні RISC інструкції. Слід зазначити, що при вимкнених механізмах випередження та прогнозування не було помилки в передбаченні напрямку умовного переходу (Branch misprediction stall).

Лабораторна робота Архітектура комп ютерних систем

kakaduka

08.04.2025 12:04-

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