《计算机体系结构(双语)实验》教学大纲.docx
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2022-12-18
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《计算机体系结构（双语）实验》教学大纲
一、课程基本信息课程代码：05140102
课程名称：计算机体系结构课程英文名称：Computer Architecture
课程所属单位：计算机与信息工程系计算机科学与技术教研室课程面向专业：计算机科学与技术本科
课程类型：（填写是否独立设课、必修课或选修课）必修先修课程：计算机组成原理、接口与通信、操作系
统、编译原理
学分：3学时：8应开实验工程个数：4二、课程性质与目的
随着计算机硬件、软件技术的不断开展，怎样合理地分配计算机软、硬件功能，最大限度地开发计 算机的
并行性，到达最正确性能/价格，是计算机系统设计人员最关心的课题。对计算机专业本科生而言， 不仅要掌
握计算机的软、硬件系统组成及工作原理，具有开发与应用技能；而且必须进•步掌握计算机 系统设计的基本
原理和方法。《计算机系统结构》正是这样一门面向计算机系统分析与设计的课程。
《计算机体系结构》是计算机专业本科生的一门系统分析与设计综合课程。目的之一是从计算机系 统的
层次结构观点出发，掌握如何分析和设计计算机系统，并对计算机系统软、硬件功能进行合理分配, 以及如何
最正确地实现分配给硬件的功能，到达最正确性能/价格；目的之二是从并行处理角度出发，研究 流水技术和
并行处理技术在计算机系统中的应用和实现方法，以实现计算机系统性能/价格的优化。
本课程的任务是立足于系统设计者角度，分析和评价影响系统性能/价格的因素；研究计算机系统 结构的
分析和设计方法；掌握并行处理技术在现代计算机系统中的应用和实现方法。
通过本课程的学习，要求学生能够掌握计算机系统结构的分析和设计方法，同时掌握最新的计算机 流水
技术和并行处理技术。
三、课程内容与要求实验一：结构相关
基本要求：通过实验，加深对结构相关的理解，了解结构相关对CPU性能的影响。
主要内容：
（1）用WinDLX模拟器运行程序structure_d.s。
（2）通过模拟，找出存在结构相关的指令以及导致结构相关的部件。
（3）记录由结构相关引起的暂停时钟周期数，计算暂停时钟周期数占总执行周期数的百分比。
（4）论述结构相关对CPU性能的影响，讨论解决结构相关的方法。
实验二：数据相关基本要求：通过实验，加深对数据相关的理解，掌握如何使用定向技术来减少数据相关带
来的暂停。
主要内容：
（1）在不采用定向技术的情况下（通过Configuration菜单中的Enable Forwarding选项设置），用WinDLX 模拟
器运行程序data_d.s。
（2）记录数据相关引起的暂停时钟周期数以及程序执行的总时钟周期数，计算暂停时钟周期数占总执 行周期
数的百分比。
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