WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA

SPRAWOZDANIE Z LABORATORIUM ARCHITEKTURY I ORGANIZACJI KOMPUTERÓW

L9_10

Wersja 5

Michał Sokołowski
I0Y4S1
nr 16

Treść zadania

Zadanie laboratoryjne 9_10:

Napisać program Lab9.s  w asemblerze komputera DLX, który:

1. Zadeklaruje dwie tablice przechowujące liczby zmiennoprzecinkowe podwójnej precyzji: T 130- elementową oraz TB  ROZMIAR-elementową, a także zmienną Suma zmiennoprzecinkową podwójnej precyzji.

2. Komórki tablicy T wypełni (za pomocą obliczeń, wykonanych w pętli, a nie za pomocą statycznej deklaracji z nadaniem wartości początkowych) kolejnymi liczbami o części ułamkowej równej UŁAMEK i części całkowitej rosnącej o jeden, począwszy od numeru w dzienniku studenta/ studentki, powiększonej o SKŁADNIK (np.  nr=1;  UŁAMEK = 0.35;  SKŁADNIK = 5;
   w tablicy T mają być zapisane  liczby T[1] = 6.35, T[2] = 7.35 itd.).

3. Następnie dla każdego elementu tablicy TB wykona operację, określoną w poniższej tabeli  (UWAGA:  wszystkie występujące we wzorze działania mają być jawnie wykonane w programie, nie są dopuszczalne przekształcenia wzoru (np. skrócenia), zastępowanie wykonywania działań obliczonymi stałymi. Można użyć stałych dla reprezentowania w programie wartości numeru w dzienniku i danych  SKŁADNIK i UŁAMEK):

 W zmiennej Suma umieści sumę wszystkich elementów tablicy TB.

  Przed rozpoczęciem tworzenia programu zaprojektować arkusz kalkulacyjny w Excelu lub innym arkuszu kalkulacyjnym, wykonujący te same obliczenia.

 Zmierzyć liczbę cykli zegarowych dla wykonania uzyskanego programu przy zmianach w sprzęcie komputera:

• Forwarding on/ off

• Liczba jednostek zmiennoprzecinkowych dodających 1/ 4

• Liczba jednostek zmiennoprzecinkowych mnożących 1/ 4

• Liczba jednostek zmiennoprzecinkowych dzielących 1/ 4
  
  Razem 16 pomiarów. Wyniki pomiarów przedstawić w tabeli, zamieszczając jednocześnie wartość obliczonej przez program zmiennej Suma.
  
  
  

 Na podstawie wyników pomiarów wybrać jedną konfigurację, dla której dla poprawnych wyników ilość cykli zegarowych , potrzebnych do wykonania programu jest

• najmniejsza (konfiguracja szybka)

• największa (konfiguracja wolna)

Kod programu Lab9.s

.data

numer: .double 16

skladnik: .double 155

ulamek: .double 0.55

mnoz: .double 5.2

cyfrajed: .double 1.0

T: .space 1040

TB: .space 840

suma: .space 8

.text

ld f2, ulamek

ld f4, skladnik

ld f6, numer

ld f8, cyfrajed

addi r1,r0,#0

addd f10, f2, f4

addd f22, f10, f6

tabT:

sd T(r1), f22

addd f22, f22, f8

addi r1, r1, #8

seqi r6, r1, 1040

beqz r6, tabT

addi r3, r0, T

addi r2, r0, #0

ld f16, mnoz

ld f30, suma

tabTB:

ld f2, 0(r3)

ld f4, 8(r3)

ld f6, 16(r3)

ld f8, 24(r3)

ld f10, 32(r3)

ld f28, 40(r3)

multd f12,f2,f16

multd f14,f12,f4

addd f18,f6,f8

addd f24,f18,f10

subd f26,f14,f24

nop

divd f12,f26,f28

sd TB(r2), f12

addd f30, f30, f12

addi r2, r2, #8

addi r3, r3, #8

seqi r6, r2, 840

beqz r6, tabTB

sd suma(r0), f30

trap 0

Algorytm

Wyniki z arkusza kalkulacyjnego

10 pierwszych elementów tablic T, TB oraz Suma

10 ostatnich elementów tablicy T i TB

Wydruki z pamięci WINDLX

Porównanie konfiguracji

1. Forwarding ON

b)Forwarding OFF

ON)

Żadna z konfiguracji jednostek arytmetycznych nie przyspiesza działania programu. Dla wszystkich wartość liczba cykli wyniosła 5587 . Większa liczba jednostek arytmetycznych nie zwiększa szybkości ponieważ nie są eliminowane hazardy podczas ładowania kolejnych argumentów działań.

OFF)

Jak widać wszystkie kombinacje jednostek arytmetycznych i forwardingu działają z taką samą szybkością.

Podsumowując wykonane przeze mnie 16 pomiarów stwierdzam, iż jedynie forwarding przyspiesza działanie mojego programu. Szybszą wersją jest zatem opcja z włączonym forwardingiem a wolniejsza z wyłączonym. Ilość jednostek arytmetycznych nie wpływa na wynik działania programu.

Liczba cykli w wersji szybszej: 5578

Liczba instrukcji w wersji szybszej: 2658

Liczba cykli w wersji wolniejszej: 7541

Liczba instrukcji w wersji wolniejszej: 2658