计算机组成原理实验报告8p

1、大型企业经典管理资料模板，WORD文档，交流分享一个苹果，各得一个苹果，分享一种思想，各得两种思想。分享是件快乐的事件，乐于分享的人，事业更简单成功。上海大学计算机学院计算机组成原理实验报告十三姓名刘梦茹学号三7-9机位23实验名称：建立指令流水系统一、实验目的12122517报成伟绩教师顾惠昌时间周认识指令流水系统的设计方式。编制一条可以流水方式运行的指令。二、实验原理硬部件的并行工作。AW、把“和”右移一位、把值送OUT。这三个子操作为什么可以同时进行呢？因为这三个子操作使用的硬件（包括总线)互不同样，于是可以同时工作。这一特点表现在微指令编码上，就是这三个子操作的微指令码中为低电平（有效

2、）的都不同样，于是可以将这三个子操作的微指令码合并成一个微指令指令流水执行指令流水模式，每条指令都应该分成几个独立的子操作，当前趋指令的后几个子操作与后继指令的前几个子操作不使用同样的硬件时，系统即可设计成流水线方式。同一时间有多条指令各自在不同样的硬件中执行，而对同一条指令而言，不同样时间序次在不同样的硬件中执行实验箱系统的指令流水硬件基础“取指令”的微操作，其微指令码微CBFFFF，与大多数的微操作没关。在厂家给的默认指令系统中这个操作编在了每条指令的最后一个状态，即每条指令的操作完成后就取进下一条指令。这是典型的“取指、执行、取指”模式。即一条指令先被“取指”，再执行其他微操作，完成后再

3、取下一条指令。若是一条指令的最后一个微操作与取指没关，就可以把二者合并成一个微指令，于是这个指令的最后一个微操作与取下一条指令并行进行。对下一条指令而言，其“取指”与“其他操作”在不同样硬件中序次执行指令二级流水。4.实验箱系统实现指令流水的技巧一条指令的最后一个微操作与取指没关，就可以把二者合并成一个微指令。若取指令操作（CBFFFF）与它前面的微操作码没有同样的位为0，则这两个微操作码的“与”就是二者合并后的微指令。在程序中这条指令就会和它的后继指令形成二级流水模式。大型企业经典管理资料模板，WORD文档，交流三、实验内容1.解析流水指令集insfile2.MIC。改造实验十二中自己编制的

4、指令集，使其中最少一条指令成流水方式。在自己编制的两个指令集中运行同一个程序，观察运行情况和效率。程序本源自定。四、实验步骤在CP226环境中，经过“文件”下拉菜单的“调入指令系统/微程序”操作，把“c:programfilesCP226计算机组成原理”目录下的insfile2.MIC调入系统，在指令系统窗口逐条观察指令的各微指令码，与指导书103到110页的对应指令的微指令码比较，解析二者的异同。2.模拟insfile1.MIC和insfile2.MIC的异同改造自己编制的指令集。并在两个指令系统中运行同一个程序。在实验十二中我们已经编制了自己的指令集，略加更正即可把实验十二中的asm文件中

5、的“延缓”去掉，在以后加上7-8个“输出”；把dat、mic、mac中的“延缓”相关的东西都去掉，保存程序。5.在4的基础上改动mic中的“A-W”和“输出”的指令，把取指指令改为“FFFFFF”,保存文件。5.打开CP226，打开调入指令系统，把原来4悔悟的指令集调入到CP226中，打开asm文件，打开实验箱，编译、全速运行，观察实验箱中OUT现象。6.打开调入指令系统，调入5中悔悟的程序，编译、全速运行。观察实验箱中OUT中的现象。asm文件：L1:输入A,#55h输出输出输出输出输出输出输出输出输出输出输入A,#22h输出输出输出输出输出输出输出输出输出输出分享一个苹果，各得一个苹果，分

6、享一种思想，各得两种思想。分享是件快乐的事件，乐于分享的人，事业更简单成功。输入A,#55hA-WA,#22h输出输出输出输出输出输出输出输出输出输出跳到L1END中更正的指令集：mic：_FATCH_T000CBFFFF指令寄存器IRA输出01FFFFFFA输出02FFFFFFA输出03FFFFFFA输出04FFFFFFA输出05FFFFFFA输出06FFFFFFA输出07FFFFFFA输出08FFFFFFA输出09FFFFFFA输出0AFFFFFFA输出0BFFFFFFA输出0CFFFFFFA输出0DFFFFFFA输出0EFFFFFFA输出0FFFFFFFA输出A-WA,#*T210C7F

7、FEF存贮器值EM寄存器WPC输出A输出T111FFFE91ALU直通寄存器A标志位C,Z加运算T012CBFFFF指令寄存器IRPC输出A输出13FFFFFFA输出输出T114FFDF9FALU直通用户OUTA输出T015CBFFFF存贮器值EM寄存器WMAR输出A输出16FFFFFFALU直通寄存器A标志位C,Z加运算17FFFFFF指令寄存器IRPC输出A输出跳到*T118C6FFFF存贮器值EM寄存器PCPC输出A输出T019CBFFFF指令寄存器IRPC输出A输出1AFFFFFFA输出大型企业经典管理资料模板，WORD文档，交流1BFFFFFFA输出输入A,#*T11CC7FFF7存

8、贮器值EM寄存器APC输出A输出T21DCBFFFF指令寄存器IRPC输出A输出1EFFFFFFA输出1FFFFFFFA输出mac：_FATCH_000000 xx00-031000001xx04-041000010 xx08-0B1000011xx0C-0F1A-WA,#*000100 xx10-13II2输出000101xx14-171跳到*000110 xx18-1BMM2输入A,#*000100 xx1C-1FII2dat：A-WA,#*102输出141跳到*182输入A,#*1C25中更正的指令集（流水系统）：mic：_FATCH_T000CBFFFF指令寄存器IRA输出01FFFF

9、FFA输出02FFFFFFA输出03FFFFFFA输出04FFFFFFA输出05FFFFFFA输出06FFFFFFA输出07FFFFFFA输出08FFFFFFA输出09FFFFFFA输出0AFFFFFFA输出0BFFFFFFA输出0CFFFFFFA输出0DFFFFFFA输出0EFFFFFFA输出0FFFFFFFA输出A-WA,#*T210C7FFEF存贮器值EM寄存器WPC输出A输出T111CBFE91ALU直通寄存器A标志位C,Z加运算12FFFFFF指令寄存器IRPC输出A输出13FFFFFFA输出输出T114CBDF9FALU直通用户OUTA输出15FFFFFF存贮器值EM寄存器WMAR

10、输出A输出16FFFFFFALU直通寄存器A标志位C,Z加运算分享一个苹果，各得一个苹果，分享一种思想，各得两种思想。分享是件快乐的事件，乐于分享的人，事业更简单成功。17FFFFFF指令寄存器IRPC输出A输出跳到*T118C6FFFF存贮器值EM寄存器PCPC输出A输出T019CBFFFF指令寄存器IRPC输出A输出1AFFFFFFA输出1BFFFFFFA输出输入A,#*T11CC7FFF7存贮器值EM寄存器APC输出A输出T21DCBFFFF指令寄存器IRPC输出A输出1EFFFFFFA输出1FFFFFFFA输出mac：_FATCH_000000 xx00-031000001xx04-0

11、41000010 xx08-0B1000011xx0C-0F1A-WA,#*000100 xx10-13II2输出000101xx14-171跳到*000110 xx18-1BMM2输入A,#*000100 xx1C-1FII2dat：A-WA,#*102输出141跳到*182输入A,#*1C2五、实验现象调用4中更正的指令集后，OUT依次交替显示55、22、33，调用5中更正的流水程序后，交替显示55、22、33的速度加快。六、实验结论流水系统可以缩短指令执行的时间，实验现象与实验预期一致。七、建议八、领悟此次实验时在实验十二编写自己的汇编指令集的基础上来做的，只但是把实验十二中指令集mic文件中的“A-W”和“输入”取值指令“CBFFFF”改为“FFFFFF”，尔后把指令集中所有与“延缓”相关的指令都删去，把asm文件延缓去练换为7-8个“输出”指令。经过实验，深刻领悟到了流水系统指令可以加快缩短指令执行的时间，有助于指令执行的速度提升。和试验十二同样，我们也可以编写自己的指令集，使指令编写更加的快捷。这个学期的实验结束了，经过这么多的实验，从内存系统、程序转移、中断的调用、到汇编指令系统和指令流水系统，我学到了很多，更加认识了指令在计算机内部的执行、储藏情况，也是对计算机组成原理的一种更深入、亲自的理解。相信今