加法乘法靜態(tài)多功能流水線調(diào)度

1、實(shí)驗(yàn)二 加法乘法靜態(tài)多功能流水線調(diào)度一實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、掌握靜態(tài)多功能流水線指令調(diào)度的方式。2、理解重構(gòu)指令序列對(duì)指令執(zhí)行性能的影響，3、了解在處理機(jī)中指令調(diào)度的一般方式。二實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：（一）給定要執(zhí)行的任務(wù)和執(zhí)行該任務(wù)的流水線結(jié)構(gòu)流水線的調(diào)度方式能夠提高任務(wù)的并行度，但是針對(duì)不同的任務(wù)，由于相關(guān)的存在，其并行度的提高是不一致的。在開(kāi)始程序設(shè)計(jì)前，我們首先要給定所要完成的任務(wù)：這里我們使用矩陣點(diǎn)積運(yùn)算任務(wù)， aibi。 n的數(shù)值可以變化，通過(guò)變換n的值用同一程序進(jìn)行多次模擬。12354XY給定流水線： 流水線分五個(gè)步驟，每個(gè)步驟的執(zhí)行時(shí)間均為一個(gè)單位時(shí)間；其中1-2-3-5組成加法流水線，1-4-5

2、組成乘法流水線。加法和乘法不能同時(shí)執(zhí)行（二）對(duì)任務(wù)進(jìn)行分解對(duì)于靜態(tài)多功能流水線，由于在流水線中同時(shí)只能有一種操作的指令，因此在任務(wù)分解中首先要把相同類型的指令集中起來(lái)執(zhí)行。顯然乘法的結(jié)果是加法計(jì)算的源數(shù)據(jù)，因此先執(zhí)行乘法后執(zhí)行加法。加法和乘法不同時(shí)執(zhí)行，因此雖然是一個(gè)加法乘法多功能流水線，把它分成兩個(gè)單獨(dú)的加法和乘法流水線看待是可以的。（三）任務(wù)分解程序模擬的思路首先，Ai是對(duì)稱的，Ai和Aj都是一個(gè)源操作，任意更換其相對(duì)位置，計(jì)算的結(jié)果是不變的，對(duì)Bi也是同樣，但是乘法運(yùn)算只能是Ai×Bi。因此，我們必須把Ai和Bi分開(kāi)存放，且只能將下標(biāo)相同的兩個(gè)數(shù)據(jù)配對(duì)進(jìn)行乘法，而加法的所有源數(shù)

3、據(jù)是完全對(duì)稱的，可以按照實(shí)驗(yàn)一的方式處理。對(duì)于乘法，對(duì)應(yīng)兩個(gè)源陣列，每次從兩個(gè)原矩陣的對(duì)列中各取出一個(gè)源數(shù)據(jù)，送入乘法器。計(jì)算的結(jié)果送入加法器的源數(shù)據(jù)隊(duì)列。加法器的源數(shù)據(jù)隊(duì)列初始為空，乘法器的源數(shù)據(jù)隊(duì)列初始分別放入A1An和B1Bn。（四）加法流水線的設(shè)計(jì)加法流水線分為四個(gè)步驟，每個(gè)步驟時(shí)間花費(fèi)是一個(gè)單位時(shí)間。模擬程序的目的是為了計(jì)算總的執(zhí)行時(shí)間，因此對(duì)于每個(gè)步驟執(zhí)行的功能并不需要關(guān)心。為此設(shè)計(jì)一個(gè)總步數(shù)為4步的加法器，接收兩個(gè)輸入數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)4個(gè)時(shí)間片，輸出加法的結(jié)果。時(shí)間片可以用定時(shí)器來(lái)模擬。（五）乘法流水線的設(shè)計(jì)乘法流水線分為三個(gè)步驟，每個(gè)步驟時(shí)間花費(fèi)是一個(gè)單位時(shí)間。模擬程序的目的是為了計(jì)

4、算總的執(zhí)行時(shí)間，因此對(duì)于每個(gè)步驟執(zhí)行的功能并不需要關(guān)心。為此設(shè)計(jì)一個(gè)總步數(shù)為三步的加法器，接收兩個(gè)輸入數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)3個(gè)時(shí)間片，輸出加法的結(jié)果。時(shí)間片可以用定時(shí)器來(lái)模擬。（五）程序設(shè)計(jì)程序應(yīng)包括三個(gè)隊(duì)列，一個(gè)加法類，一個(gè)乘法類，一個(gè)定時(shí)器，一個(gè)輸出對(duì)話框。兩個(gè)乘法隊(duì)列用于存放源數(shù)據(jù)，一開(kāi)始將A1An和B1-Bn分別放入兩個(gè)乘法隊(duì)列。啟動(dòng)定時(shí)器，每一個(gè)時(shí)間片從兩個(gè)乘法隊(duì)列中各取出一個(gè)源數(shù)據(jù)，送入乘法器（可以通過(guò)調(diào)用乘法器中接口函數(shù)，把源數(shù)據(jù)作為參數(shù)傳入）。構(gòu)造乘法器類，可以考慮用一個(gè)長(zhǎng)度對(duì)3的執(zhí)行隊(duì)列來(lái)模擬3個(gè)步驟，每個(gè)時(shí)間片將隊(duì)列的數(shù)據(jù)依次下壓一格，隊(duì)列尾的數(shù)據(jù)進(jìn)行加法計(jì)算并將結(jié)果壓入加法器源數(shù)據(jù)

5、隊(duì)列。構(gòu)造加法器類，可以考慮用一個(gè)長(zhǎng)度對(duì)4的執(zhí)行隊(duì)列來(lái)模擬4個(gè)步驟，每個(gè)時(shí)間片將隊(duì)列的數(shù)據(jù)依次下壓一格，隊(duì)列尾的數(shù)據(jù)進(jìn)行加法計(jì)算并將結(jié)果壓入加法器源數(shù)據(jù)隊(duì)列。當(dāng)乘法源隊(duì)列為空且乘法器的執(zhí)行隊(duì)列也為空（所有乘法執(zhí)行完畢）時(shí)，乘法運(yùn)算結(jié)束，乘法運(yùn)算結(jié)束后開(kāi)始加法運(yùn)算，設(shè)計(jì)方式參照實(shí)驗(yàn)一。用一個(gè)記數(shù)值表示時(shí)間開(kāi)銷，每個(gè)時(shí)間片對(duì)該記數(shù)值加1。當(dāng)加法源隊(duì)列只剩一個(gè)數(shù)據(jù)且加法器的執(zhí)行隊(duì)列為空時(shí)，整個(gè)程序結(jié)束，記數(shù)器的值就是任務(wù)執(zhí)行的總體時(shí)間花費(fèi)。（五）多次模擬可以通過(guò)循環(huán)的方式對(duì)n從420進(jìn)行循環(huán)，將每次模擬運(yùn)行的時(shí)間開(kāi)銷值在對(duì)話框中顯示出來(lái)。如果可能將結(jié)果打印。三實(shí)驗(yàn)要求：實(shí)驗(yàn)前要做好充分準(zhǔn)備，包括對(duì)開(kāi)發(fā)環(huán)境的了解，程序設(shè)計(jì)的思路，以及輸出的格式。四調(diào)試步驟1編輯源程序，建立一個(gè)基于對(duì)話框的VC工程.2創(chuàng)建隊(duì)列、定時(shí)器、加法器類、乘法器類，確定程序流程。3創(chuàng)建顯示對(duì)話框。4編碼、編譯、調(diào)試。 五時(shí)空?qǐng)D模擬 用時(shí)空?qǐng)D模擬計(jì)算執(zhí)行任務(wù)所花費(fèi)的時(shí)間