图书介绍

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计算机原理与系统结构模拟实验
  • 张晨曦，李江峰，刘依编著 著
  • 出版社： 北京：高等教育出版社
  • ISBN：9787040429961
  • 出版时间：2015
  • 标注页数：231页
  • 文件大小：28MB
  • 文件页数：240页
  • 主题词：电子计算机－基础理论－实验－高等学校－教材；计算机体系结构－实验－高等学校－教材

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图书目录

实验1计算机执行程序的过程1

1.1实验目的1

1.2实验软件1

1.3实验内容和步骤1

1.4相关知识：计算机的硬件组成3

1.4.1计算机系统的硬件组成4

1.4.2计算机执行程序的过程7

实验2寻址方式25

2.1实验目的25

2.2实验软件25

2.3实验内容和步骤25

2.4相关知识：寻址方式26

实验3 CPU数据通路的构建30

3.1实验目的30

3.2实验软件30

3.3实验内容和步骤30

3.4相关知识：CPU数据通路35

3.4.1关于模型机35

3.4.2构建基本的数据通路36

3.4.3指令分步执行过程（按周期分步）40

实验4微程序控制器的组成48

4.1实验目的48

4.2实验软件48

4.3实验内容和步骤48

4.4相关知识：微程序控制器50

4.4.1微程序控制的基本原理50

4.4.2微程序控制器的组成与工作过程51

4.4.3微程序的顺序控制52

实验5 4×4位阵列乘法器57

5.1实验目的57

5.2实验软件57

5.3实验内容和步骤57

5.4相关知识：阵列乘法器58

实验6存储器组成60

6.1实验目的60

6.2实验软件60

6.3实验内容和步骤60

6.4相关知识：存储器的组成61

实验7中断的屏蔽、响应及处理64

7.1实验目的64

7.2实验软件64

7.3实验内容和步骤64

7.4相关知识：中断的屏蔽、响应和处理66

7.4.1中断请求信号的建立与屏蔽66

7.4.2中断响应与处理67

7.4.3多重中断与中断屏蔽69

实验8 MIPS指令系统和M IPS体系结构73

8.1实验目的73

8.2实验软件73

8.3实验内容和步骤73

8.4 MIPSsim使用手册76

8.4.1启动模拟器76

8.4.2 MIPSsim的窗口76

8.4.3 MIPSsim的菜单83

8.5相关知识：MIPS指令系统87

实验9流水线及流水线中的冲突94

9.1实验目的94

9.2实验软件94

9.3实验内容和步骤94

9.4相关知识：流水线、相关与冲突96

9.4.1一条经典的5段流水线96

9.4.2相关与流水线冲突98

9.4.3流水线的实现102

实验10指令调度和延迟分支107

10.1实验目的107

10.2实验软件107

10.3实验内容和步骤107

10.4相关知识：指令调度和延迟分支108

10.4.1指令调度108

10.4.2延迟分支109

实验11 Cache性能分析112

11.1实验目的112

11.2实验软件112

11.3实验内容及步骤112

11.4 M yCache模拟器使用方法114

11.5相关知识：Cache的基本原理115

11.5.1 Cache的映像规则115

11.5.2查找方法与替换算法117

11.5.3写策略与改进Cache性能118

11.5.4 3种类型的不命中119

11.5.5降低不命中率的方法119

11.5.6分离Cache和混合Cache126

实验12 Tomasulo算法128

12.1实验目的128

12.2实验软件128

12.3实验内容及步骤128

12.4 Tomasulo算法模拟器使用方法129

12.5相关知识：Tomasulo算法132

12.5.1基本思想132

12.5.2具体算法135

实验13再定序缓冲（ROB）工作原理139

13.1实验目的139

13.2实验软件139

13.3实验内容及步骤139

13.4 ROB模拟器的使用方法140

13.5相关知识：再定序缓冲ROB143

实验14多Cache一致性——监听协议147

14.1实验目的147

14.2实验软件147

14.3实验内容及步骤147

14.4 监听协议模拟器使用方法148

14.5相关知识：监听协议149

14.5.1监听协议的基本思想149

14.5.2监听协议的实现150

实验15多Cache一致性——目录协议155

15.1实验目的155

15.2实验软件155

15.3实验内容及步骤155

15.4目录协议模拟器使用方法156

15.5相关知识：目录协议157

15.5.1目录协议的基本思想157

15.5.2目录协议实例160

附录A MIPSsim的指令列表（MIPS 64指令集的一个子集）164

附录B MIPSsim的指令格式及功能（MIPS 64指令集的一个子集）175

附录C模拟器MIPSsim的汇编语言226

参考文献229

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