Bąkowski Łukasz I8X3S1

1

Architektura i Organizacja

Komputerów II

Analiza i projektowanie programów na poziomie asemblera.

Program, realizujący zadane przekształcenia tablic liczb

zmiennoprzecinkowych

.

Konkurs na najszybciej działający program, realizujący zadane

przekształcenia tablic liczb zmiennoprzecinkowych.

Bąkowski Łukasz I8X3S1

Bąkowski Łukasz I8X3S1

2

Treść zadania

I.

Napisać program Lab9v3 w asemblerze komputera DLX, który:

1. Zadeklaruje dwie tablice przechowujące liczby zmiennoprzecinkowe podwójnej

precyzji: T 110- elementową oraz Twy 100-elementową, a także zmienną Suma
zmiennoprzecinkową podwójnej precyzji

2. Komórki tablicy T wypełni (nie za pomocą statycznej deklaracji z nadaniem

wartości początkowych) kolejnymi liczbami o części ułamkowej równej 0.9 i
części całkowitej rosnącej, począwszy od powiększonego o 100 numeru
w dzienniku studenta/ studentki (np. nr=1, liczby T[1] = 101.9, T[2] = 102.9 itd.).

3. Następnie dla każdego elementu tablicy Twy wykona operację

4. W zmiennej Suma umieści sumę wszystkich elementów tablicy Twy.

II.

Przed rozpoczęciem tworzenia programu zaprojektować arkusz kalkulacyjny w
Excelu, wykonujący te same obliczenia.

III.

Zmierzyć liczbę cykli zegarowych dla wykonania uzyskanego programu przy
dowolnej, wybranej przez studentkę/ studenta konfiguracji sprzętowej, za wyjątkiem
czasów fazy Execute jednostek zmiennoprzecinkowych (2/5/19).

IV.

W przypadku uzyskania poprawnego wyniku działania programu (zmienna Suma i
tablice T i Twy), program bierze udział w konkursie na „najszybciej działający
program”. Kryterium oceny jest liczba cykli zegarowych, potrzebnych do wykonania
programu. Zwycięzca konkursu otrzymuje dwie oceny bdb do średniej z laboratorium.
Pozostali uczestnicy oceny pozytywne, zależne od uzyskanego czasu wykonania. W
przypadku niepoprawnego działania programu ocena za ćwiczenie 9-10 jest równa
ndst. Zwycięzca jest zobowiązany do publicznego przedstawienia na forum grupy
opracowanego programu, ze wskazaniem sposobów uzyskania najszybszego
programu.

Bąkowski Łukasz I8X3S1

3

Kod programu LB_L910v3.s

Opisy poszczególnych funkcji oraz komentarze zostały napisane kursywą. W wypadku
powtórzenia wielokrotnie komendy, komentarz występuje przy pierwszym jej wystąpieniu
oraz przy ważnych miejscach kodu. Sam kod programu został napisany czcionką

Luicid

Console.

; Lukasz Bakowski I8X3S1

linijki kodu zaczynające się od “ ;” są komentarzami autora programu.

; Zadanie Laboratoryjne 9-10

.data

dyrektywa mówiąca, że występujący po niej kod jest deklaracją zmiennych

T:

.space

880

deklaracja miejsc w pamięci o nazwie T i wielkości 880 bajty

.align 4

wyrównywanie danych

Twy: .space

800

.align 4

Suma: .space 8

a:

.double

104.9

.text

dyrektywa mówiąca, że napisy poniżej, są traktowane jako instrukcje

.global main

main:

; ---------------------------

addi R2,R0,a

do rejestru r2 załaduj adres danej a

ld F4,0(R2)

do f4 wpisywane jest 8bajtow spod 0bajtu adresu zapisanego w r2

;----------------------------

addi R6,R0,1

do rejestru r6 załaduj wartość 1

movi2fp F0,R6

wartości rejestru r6 kopiowana do rejestru f0

cvti2d F2,F0

konwertowanie liczby pojedynczej precyzji na podwójnej precyzji

; ----------------------------

addi R2,R0,T

do rejestru r2 załaduj adres tablicy danych T

;----------------------------

addi R5,R0,7

;----------------------------

Petla1:

nazwa etykiety

movd F24,F22

; Ti+5 * Ti+4 * Ti+3

do f24 przesyłana jest wartość spod rejestru f22

multd F22,F20,F4

; Ti+6 * Ti+5 * Ti+4

do f22 zapisywana jest wartość iloczyny wartości spod rejestrów f20 i f4

multd F20,F18,F4

; Ti+6 * Ti+5

Bąkowski Łukasz I8X3S1

4

subi R5,R5,1

wartości rejestr r5 zmieszana o 1

movd F18,F4

; Ti+6

movd F16,F14

; Ti+1

movd F14,F12

; Ti+2

movd F12,F10

; Ti+3

movd F10,F8

; Ti+4

movd F8,F6

; Ti+5

movd F6,F4

; Ti+6

sd 0(R2),F4

zapisanie wartości rejestru f4 do adresu spod r2

addd F4,F4,F2

do wartości rejestru f4 dodawana wartość rejestru f2

addi R2,R2,8

bnez R5,Petla1

jeżeli r5 = 0, idź dalej, jeżeli nie, idź do etykiety Petla1

; ----------------------------

addi R3,R0,Twy

subi R3,R3,8

; ----------------------------

subd F28,F22,F16

; E = (Ti+6 * Ti+5 * Ti+4) - Ti+2

do f28przesyłana jest różnica wartość rejestru f22 i F16

; ----------------------------

addi R5,R0,100

; ----------------------------

addd F26,F24,F14

; F = (Ti+5 * Ti+4 * Ti+3) + Ti+1

; ----------------------------
Petla2:

divd F30,F28,F26

; E/F

do f30 zapisywana jest wartość ilorazu wartości spod f28 przez f26

subi R5,R5,1

subd F28,F22,F16

; E = (Ti+6 * Ti+5 * Ti+4) - Ti+2

addd F26,F24,F14

; F = (Ti+5 * Ti+4 * Ti+3) + Ti+1

movd F24,F22

; Ti+5 * Ti+4 * Ti+3

multd F22,F20,F4

; Ti+6 * Ti+5 * Ti+4

multd F20,F18,F4

; Ti+6 * Ti+5

movd F18,F4

; Ti+6

movd F16,F14

; Ti+1

movd F14,F12

; Ti+2

movd F12,F10

; Ti+3

movd F10,F8

; Ti+4

movd F8,F6

; Ti+5

movd F6,F4

; Ti+6

sd 0(R3),F30

addd F0,F0,F30

sd 0(R2),F4

addi R3,R3,8

addi R2,R2,8

addd F4,F4,F2

bnez R5,Petla2

; ----------------------------

divd F30,F28,F26

; E/F

; ----------------------------

Bąkowski Łukasz I8X3S1

5

addi R5,R0,3

; ----------------------------
Petla3:

sd 0(R2),F4

subi R5,R5,1

addd F4,F4,F2

addi R2,R2,8

bnez R5,Petla3

; ----------------------------

sd 0(R3),F30

sd Suma, F0

dwa słowa z rejestru f0 zapisywane są pod adres Suma

trap 0

przerwanie końca progamu

Bąkowski Łukasz I8X3S1

6

Algorytm programu LB_L910v3.s

Start

Koniec

R2 – adres początku tabeli T
F2=1.0 F4=104.9 R5=7

R5 == 0

F24 = F22 F22 = F20*F4
F20 = F18*F4 F18 = F4
F16 = F14 F14 = F12
F12 = F10 F10 = F8
F8 = F6 F6 = F4 R5=R5-1
F4 zapisywane do T
F4=F4+F2 R2=R2+8

R3 – adres początku tabeli Twy
R5=100 R5 = R5-1 R2 = R2+8
F28 = F22-F16 F26 = F24+F14

R5 == 0

F30 = F28/F26
F28 = F22-F16 F26 = F24+F14
F24 = F22 F22 = F20*F4
F20 = F18*F4 F18 = F4
F16 = F14 F14 = F12
F12 = F10 F10 = F8
F8 = F6 F6 = F4 R5=R5-1
F0=F0+F30
F4 zapisywane do T
F4=F4+F2 R2=R2+8

F30 = F28 / F26
F0 = F0+F30
F0 zapisywane do Suma

R5=3

R5 == 0

F4 zapisywane do T
F4=F4+F2 R2=R2+8

NIE

TAK

NIE

TAK

NIE

TAK

Bąkowski Łukasz I8X3S1

7

Zawartość arkusza kalkulacyjnego oraz pamięci operacyjnej

symulatora WinDLX

Zawartość arkusza kalkulacyjnego dla pierwszych i ostatnich 10 elementów tablicy T i Twy.
Oraz dla sumy elementów Twy:

Nr

T

1

104,9

2

105,9

3

106,9

4

107,9

5

108,9

6

109,9

7

110,9

8

111,9

9

112,9

10

113,9

…

…

101

204,9

102

205,9

103

206,9

104

207,9

105

208,9

106

209,9

107

210,9

108

211,9

109

212,9

110

213,9

Nr

Twy

1

1,02764

2

1,02738

3

1,02714

4

1,02689

5

1,02665

6

1,02642

7

1,02619

8

1,02596

9

1,02574

10

1,02552

…

…

91

1,01511

92

1,01503

93

1,01496

94

1,01488

95

1,01481

96

1,01474

97

1,01467

98

1,01459

99

1,01452

100

1,01445

Zawartość pamięci operacyjnej symulatora WinDLX dla programu LB_L910v3.s :

Suma:

Nr w dzienniku

4

Suma

101,96547

Bąkowski Łukasz I8X3S1

8

T:

Twy:

Bąkowski Łukasz I8X3S1

9

Opis Podgląd okna STATISTICA

dla programu LB_L910v3.s

CPI programu =

1,325446.