第一部分基于MIPS体系结构

实验1MIPS指令系统和MIPS体系结构

1.1实验目的

1.2实验平台

1.3实验内容和步骤

1.4MIPSsim使用手册

1.4.1启动模拟器

1.4.2MIPSsim的窗口

1.4.3MIPSsim的菜单

1.5相关知识： MIPS指令系统

1.5.1MIPS的寄存器

1.5.2MIPS的数据表示

1.5.3MIPS的数据寻址方式

1.5.4MIPS的指令格式

1.5.5MIPS的部分指令介绍

实验2流水线及流水线中的冲突

2.1实验目的

2.2实验平台

2.3实验内容和步骤

2.4MIPSsim使用手册

2.5相关知识： 流水线、相关与冲突

2.5.1一条经典的5段流水线

2.5.2相关与流水线冲突

2.5.3流水线的实现

实验3指令调度和延迟分支

3.1实验目的

3.2实验平台

3.3实验内容和步骤

3.4MIPSsim使用手册

3.5相关知识： 指令调度和延迟分支

3.5.1指令调度

3.5.2延迟分支

目录

计算机系统结构实践教程

第二部分基于SPARC体系结构

实验4SPARC指令系统和SPARC体系结构

4.1实验目的

4.2实验平台

4.3实验内容和步骤

4.4SPARCsim使用手册

4.4.1启动程序

4.4.2SPARCsim的窗口

4.4.3SPARCsim的菜单

4.5相关知识： UltraSPARC指令系统

4.5.1UltraSPARC的寄存器

4.5.2UltraSPARC的数据表示

4.5.3UltraSPARC的数据寻址方式

4.5.4UltraSPARC的指令格式

4.5.5UltraSPARC的部分指令介绍

实验5流水线及流水线中的冲突

5.1实验目的

5.2实验平台

5.3实验内容和步骤

5.4SPARCsim使用手册

5.5相关知识： 流水线、相关与冲突

5.5.1一条经典的5段流水线

5.5.2相关与流水线冲突

5.5.3流水线的实现

实验6指令调度和延迟分支

6.1实验目的

6.2实验平台

6.3实验内容和步骤

6.4SPARCsim使用手册

6.5相关知识： 指令调度和延迟分支

第三部分Cache和指令并行实验

实验7Cache性能分析

7.1实验目的

7.2实验平台

7.3实验内容和步骤

7.3.1Cache容量对不命中率的影响

7.3.2相联度对不命中率的影响

7.3.3Cache块大小对不命中率的影响

7.3.4替换算法对不命中率的影响

7.4MyCache模拟器的使用方法

7.5相关知识： Cache的基本原理

7.5.1Cache的映像规则

7.5.2查找方法

7.5.3替换算法

7.5.4写策略

7.5.5改进Cache性能

7.5.63种类型的不命中

7.5.7降低不命中率的方法

7.5.8分离Cache和混合Cache

实验8Tomasulo算法

8.1实验目的

8.2实验平台

8.3实验内容和步骤

8.4Tomasulo算法模拟器的使用方法

8.5相关知识： Tomasulo算法

8.5.1基本思想

8.5.2具体算法

实验9再定序缓冲（ROB）工作原理

9.1实验目的

9.2实验平台

9.3实验内容和步骤

9.4ROB模拟器的使用方法

9.5相关知识： 再定序缓冲ROB

实验10多Cache一致性——监听协议

10.1实验目的

10.2实验平台

10.3实验内容和步骤

10.4监听协议模拟器的使用方法

10.5相关知识： 监听协议

10.5.1基本思想

10.5.2监听协议的实现

实验11多Cache一致性——目录协议

11.1实验目的

11.2实验平台

11.3实验内容和步骤

11.4目录协议模拟器的使用方法

11.5相关知识： 目录协议

11.5.1目录协议的基本思想

11.5.2目录协议实例

附录AMIPSsim的指令列表（MIPS64指令集的一个子集）

附录BMIPSsim的指令系统（MIPS64指令集的一个子集）

附录C模拟器MIPSsim的汇编语言

参考文献