实验一、流水线相关与指令调度
1. 实验内容
一、流水线相关
1. 用 WinMIPS64 模拟器执行下列三个程序(任选一个):
●求阶乘程序 factorial.s
●插入排序程序 isort.s
●乘法计算程序 mult.s
分别以步进、连续、设置断点的方式运行程序，观察程序在流水线中的执行情况，观察
CPU 中寄存器和存储器的内容。
掌握 WinMIPS64 的操作和使用。
2.用 MIPS64 汇编语言编写代码文件*.s,程序中应包括结构相关。用 WinMIPS64 模拟器运行
你编写的程序，通过模拟:
●找出存在结构相关的指令对以及相应的结构相关的部件;
●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;
●论述结构相关对 CPU 性能的影响，讨论解决结构相关的方法。
3. 用 MIPS64 汇编语言编写代码文件*.s,程序中应包括数据相关。在不采用定向技术的情况
下，用 WinMIPS64/WinDLX 模拟器运行存在数据相关的程序。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。
4. 在采用定向技术的情况下，用 WinMIPS64 模拟器再次运行程序。重复上述 3 中的工作, 并
计算采用定向技术后性能提高的倍数。
二、指令调度
1.用指令调度技术解决流水线中的结构相关与数据相关
(1) 用 MIPS64 汇编语言编写代码文件*.s,程序中应包括数据相关与结构相关(你可以自己
设置各个功能单元的延迟时间)
(2)用 WirnMIPS64 模拟器运行你所写的程序。记录程序执行过程中各种相关发生的次数、发
生相关的指令组合，以及程序执行的总时钟周期数;
(3) 采用指令调度技术对程序进行指令调度，消除相关;（手动调度）
(4)用 WinMIPS64 模拟器运行调度后的程序，观察程序在流水线中的执行情况，记录程序执
行的总时钟周期数;
(5) 根据记录结果，比较调度前和调度后的性能。论述指令调度对于提高 CPU 性能的意义。
