WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA

ARCHITEKTURA I ORGANIZACJA KOMPUTERÓW

SPRAWOZDANIE Z ĆWICZENIA LABORATORYJNEGO NR 7-8

Temat: Analiza i projektowanie programów na poziomie asemblera. Przetwarzanie tablic. Ocena wpływu doboru konfiguracji sprzętowej na szybkość realizacji postawionego zadania.

PROWADZĄCY ZAJĘCIA:

mgr inż. Artur Miktus

SPRAWOZDANIE WYKONAŁ:

Artur Piersa

GRUPA:

I2Y3S1

1. Treść zadania

A. Napisać program Lab7.s w asemblerze komputera DLX, który:

1. Zadeklaruje dwie tablice przechowujące liczby całkowite: T 110- elementową oraz TB 70-elementową, a także zmienną Suma zmiennoprzecinkową podwójnej precyzji.

2. Komórki tablicy T wypełni rosnąco kolejnymi liczbami całkowitymi począwszy od numeru w dzienniku studentki/ studenta, powiększonego o liczbę SKŁADNIK(=150), o wartości podanej poniżej (np. dla numeru 10, TA będzie zawierać kolejne liczby całkowite 10+SKŁADNIK, 11+SKŁADNIK,…)

3. Następnie dla każdego elementu tablicy TB wykona operację :

(T[i+4] + T[i+7]) * SKŁADNIK

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

B. Przed napisaniem programu Lab7.s zaprojektować arkusz kalkulacyjny w Excelu (lub innym arkuszu kalkulacyjnym), wykonujący te same obliczenia. Porównać wyniki z arkusza z wynikami napisanego programu Lab7.s.

C. Zmierzyć liczbę cykli zegarowych dla wykonania uzyskanego programu przy 1) załączonym 2) wyłączonym forwardingu (WinDLX, menu Configuration/ Enable Forwarding). Wyniki pomiarów przedstawić w postaci tabeli. Dla każdego uruchomienia sprawdzić poprawność obliczonej zmiennej Suma.

D. W sprawozdaniu naszkicować (lub wydrukować) i porównać diagramy cykli zegarowych dla wykonania jednej iteracji obliczeń z punktu A3 (TB[i] = …) dla konfiguracji: 1) Forwarding Enabled i 2) Forwarding Disabled. Opisać występujące w tej iteracji hazardy i przyczyny ich powstania. Na podstawie analizy diagramów cykli zegarowych obliczyć liczbę cykli zegarowych, liczbę instrukcji i CPI (Clock cycles Per Instruction = liczba cykli zegarowych / liczba wykonanych instrukcji) dla całego programu dla obu wybranych konfiguracji. Wyniki obliczeń porównać z zawartością okienka Statistics programu WinDLX.

Kod programu:

.data

T: .space 440

TB: .space 280

Suma: .double 0

numer: .word 7

skladnik: .word 150

.text

;Deklaracja pierwszej tablicy

addi r1,r0,0 ;adres poczatku

addi r2,r0,0 ;licznik

lw r11,skladnik

petla1:

subi r3,r2,109 ;sprawdzanie czy to ostatni element

lw r17, numer

lw r18, skladnik

add r17, r17, r18

add r4, r2,r17

addi r2,r2,1 ;uaktualnienie licznika

sw T(r1),r4 ;zapisanie w pamieci wartosci

addi r1,r1,4 ;ustawienie wskaznika na nastepny element tablicy

bnez r3,petla1

;Deklaracja drugiej tablicy

addi r5,r0,T ;adres poczatku

addi r2,r0,0 ;licznik

addi r1,r0,0

petla2:

subi r3,r2,69 ;sprawdzanie czy to ostatni element

lw r4,16(r5)

lw r8,28(r5)

add r4,r4,r8

mult r4,r4,r11 ;wyraz do zapisania w tablicy

addi r2,r2,1 ;uaktualnienie licznika

sw TB(r1),r4 ;zapisanie w pamieci wartosci

addi r1,r1,4 ;ustawienie wskaznika na nastepny element tablicy

addi r5,r5,4

add r10,r10,r4 ;Suma

bnez r3,petla2

MOVI2FP f2,r10

CVTI2D f2, f2

sd Suma,f2

trap 0

SUMA	4,13700E+06

Indeks:	T	TB
1	157	48750
2	158	49050
3	159	49350
4	160	49650
5	161	49950
6	162	50250
7	163	50550
8	164	50850
9	165	51150
10	166	51450

61	217	66750
62	218	67050
63	219	67350
64	220	67650
65	221	67950
66	222	68250
67	223	68550
68	224	68850
69	225	69150
70	226	69450

101	257
102	258
103	259
104	260
105	261
106	262
107	263
108	264
109	265
110	266

Forwarding włączony:

Dzięki użyciu forwardingu, wystąpiło mniej hazardów typu RAW co skróciło czas działania programu. CPI= 1,32

Forwarding wyłączony:

Bez użycia forwardingu znacznie wydłużyły się hazardy. CPI=1,77

Forwarding	Liczba cykli	Suma
Włączony	2342	4,13700E+06
Wyłączony	3139	4,13700E+06