計算機原理與系統結構模擬實驗

計算機原理與系統結構模擬實驗

《計算機原理與系統結構模擬實驗》是2015年6月高等教育出版社出版的圖書,作者是張晨曦、李江峰、劉依。

該書可作為普通高等學校本科計算機與相關專業計算機組成原理、計算機系統結構、計算機組成與結構等課程的實驗教材,也可作為自學者的參考書。

基本介紹

  • 中文名:計算機原理與系統結構模擬實驗
  • 作者:張晨曦、李江峰、劉依
  • 出版社:高等教育出版社
  • 出版時間:2015年6月
  • 頁數:228 頁
  • 開本:16 開
  • 裝幀:平裝
  • ISBN:9787040429961
內容簡介,教材目錄,

內容簡介

  《計算機原理與系統結構模擬實驗》是普通高等教育“十一五”國家級規劃教材,由高等教育出版社出版、張晨曦等編著的《計算機組成與結構》、《計算機系統結構》的配套實驗教材。全書設計和編寫了15個實驗,包括計算機執行程式的過程。定址方式,CPU數掘通路的構建,微程式控制器的組成,4×4位陣列乘法器,存儲器組成,中斷的禁止、回響及處理,MIPS指令系統和MIPS體系結構,流水線及流水線中的衝突,指令調度和延遲分支,Cache性能分析,Tomasulo算法,再定序緩衝(ROB)工作原理,多Cache一致性——監聽協定和多Cache一致性——目錄協定。這些實驗是基於MIPS指令集結構的,書中同時提供了實驗所需相關知識的介紹。
  《計算機原理與系統結構模擬實驗》覆蓋面廣,內容豐富,有利於加深學生對計算機原理與系統結構知識的理解。為便於學生學習,《計算機原理與系統結構模擬實驗》提供了作者專門為實驗開發的一套運行於Windows平台的模擬器。這些模擬器界面友好,使用方便、直觀,互動性很強。

教材目錄

實驗1 計算機執行程式的過程
1.1 實驗目的
1.2 實驗軟體
1.3 實驗內容和步驟
1.4 相關知識:計算機的硬體組成
1.4.1 計算機系統的硬體組成
1.4.2 計算機執行程式的過程
實驗2 定址方式
2.1 實驗目的
2.2 實驗軟體
2.3 實驗內容和步驟
2.4 相關知識:定址方式
實驗3 CPU數據通路的構建
3.1 實驗目的
3.2 實驗軟體
3.3 實驗內容和步驟
3.4 相關知識:CPU數據通路
3.4.1 關於模型機
3.4.2 構建基本的數據通路
3.4.3 指令分步執行過程(按周期分步)
實驗4 微程式控制器的組成
4.1 實驗目的
4.2 實驗軟體
4.3 實驗內容和步驟
4.4 相關知識:微程式控制器
4.4.1 微程式控制的基本原理
4.4.2 微程式控制器的組成與工作過程
4.4.3 微程式的順序控制
實驗5 4x4位陣列乘法器
5.1 實驗目的
5.2 實驗軟體
5.3 實驗內容和步驟
5.4 相關知識:陣列乘法器
實驗6 存儲器組成
6.1 實驗目的
6.2 實驗軟體
6.3 實驗內容和步驟
6.4 相關知識:存儲器的組成
實驗7 中斷的禁止、回響及處理
7.1 實驗目的
7.2 實驗軟體
7.3 實驗內容和步驟
7.4 相關知識:中斷的禁止、回響和處理
7.4.1 中斷請求信號的建立與禁止
7.4.2 中斷回響與處理
7.4.3 多重中斷與中斷禁止
實驗8 MIPS指令系統和MIPS體系結構
8.1 實驗目的
8.2 實驗軟體
8.3 實驗內容和步驟
8.4 MIPSsim使用手冊
8.4.1 啟動模擬器
8.4.2 MIPSsim的視窗
8.4.3 MIPSsim的選單
8.5 相關知識:MIPS指令系統
實驗9 流水線及流水線中的衝突
9.1 實驗目的
9.2 實驗軟體
9.3 實驗內容和步驟
9.4 相關知識:流水線、相關與衝突
9.4.1 一條經典的5段流水線
9.4.2 相關與流水線衝突
9.4.3 流水線的實現
實驗10 指令調度和延遲分支
10.1 實驗目的
10.2 實驗軟體
10.3 實驗內容和步驟
10.4 相關知識:指令調度和延遲分支
10.4.1 指令調度
10.4.2 延遲分支
實驗11 Cache性能分析
11.1 實驗目的
11.2 實驗軟體
11.3 實驗內容及步驟
11.4 MyCache模擬器使用方法
11.5 相關知識:Cache的基本原理
11.5.1 Cache的映像規則
11.5.2 查找方法與替換算法
11.5.3 寫策略與改進Cache性能
11.5.4 3種類型的不命中
11.5.5 陣低不命中率的方法
11.5.6 分離Cache和混合Cache
實驗12 Tomasulo算法
12.1 實驗目的
12.2 實驗軟體
12.3 實驗內容及步驟
12.4 Tomasulo算法模擬器使用方法
12.5 相關知識:Tomasulo算法
12.5.1 基本思想
12.5.2 具體算法
實驗13 再定序緩衝(ROB)工作原理
13.1 實驗目的
13.2 實驗軟體
13.3 實驗內容及步驟
13.4 ROB模擬器的使用方法
13.5 相關知識:再定序緩衝ROB
實驗14 多Cache一致性——監聽協定
14.1 實驗目的
14.2 實驗軟體
14.3 實驗內容及步驟
14.4 監聽協定模擬器使用方法
14.5 相關知識:監聽協定
14.5.1 監聽協定的基本思想
14.5.2 監聽協定的實現
實驗15 多Cache一致性——協定
15.1 實驗目的
15.2 實驗軟體
15.3 實驗內容及步驟
15.4 協定模擬器使用方法
15.5 相關知識:協定
15.5.1 協定的基本思想
15.5.2 協定實例
附錄A MIPSsim的指令列表(MIPS64指令集的一個子集)
附錄B MIPSsim的指令格式及功能(MIPS64指令集的一個子集)
附錄C 模擬器MIPSsim的彙編語言
參考文獻

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