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WinMIPS64模拟器实验
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更新于2023-05-27
2
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了解WinMIPS64的基本功能和作用; 熟悉MIPS指令、初步建立指令流水执行的感性认识; 掌握该工具的基本命令和操作,为流水线实验做准备。
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深 圳 大 学 实 验 报 告
课 程 名 称: 计算机系统 (3)
实验项目名称: WinMIPS64
模拟器实验
学 院: 计算机与软件学院
专 业: 计算机科学与技术
指 导 教 师:
报告人: 学号: 班级:
实 验 时 间: 2017
年
10
月
9
日
实验报告提交时间: 2017
年
10
月
23
日
教务处制
一、 实验目标:
了解 WinMIPS64 的基本功能和作用;
熟悉 MIPS 指令、初步建立指令流水执行的感性认识;
掌握该工具的基本命令和操作,为流水线实验做准备。
二、实验内容
按照下面的实验步骤及说明,完成相关操作记录实验过程的截图:
1)下载 WinMIPS64;运行样例代码并观察软件各个观察窗口的内容和作用,掌
握软件的使用方法。
2)学会正确使用 WinMIPS64 的 IO 方法。
3)编写完整的排序程序。
三、实验环境
硬件:桌面 PC
软件:Windows,WinMIPS64 仿真器
四、实验步骤及说明
WinMIPS64 是一款指令集模拟器,它是基于 WinDLX 设计的,如果你对于 WinDLX 这
款软件十分熟悉的话,那么对于 WinMIPS64 也会十分的容易上手。DLX 处理器 (发音为
"DeLuXe") 是 Hennessy 和 Patterson 合 著 一 书 《 Computer Architecture - A Quantitative
Approach》中流水线处理器的例子。WinDLX 是一个基于 Windows 的模拟器。
本教程通过一个实例介绍 WinMIPS64 的使用方法。 WinMIPS64 模拟器能够演示
MIPS64 流水线是如何工作的。
本教程使用的例子非常简单,它并没有囊括 WinMIPS64 的各个方面,仅仅作为使用
WinMIPS64 的入门级介绍。如果你想自己了解更多的资料,在给出的 winmips64.zip 中,有
WinMIPS64 — Documentation Summary.html 和 winmipstut.docx 两个文件可以供你随时参考,
其中涵盖了 WinMIPS64 的指令集和模拟器的组成与使用方法。
虽然我们将详细讨论例子中的各个阶段,但你应具备基本的使用 Windows 的知识。现
假定你知道如何启动 Windows,使用滚动条滚动,双击执行以及激活窗口。
(一)、安 装
请按以下步骤在 Windows 下安装 WinMIPS64 :
1. 为 WinMIPS64 创建目录,例如 D:\ WinMIPS64
2. 解压给出的 winmips64.zip 压缩文件到创建的目录中。
深圳大学学生实验报告用纸
(二)、一个完整的例子
1. 开始和配置 WinMIPS64
在 winmips64 这个子目录下,双击 winmips64.exe 文件,即打开了 WinMIPS64 模拟器,其
外观如下图:
为了初始化模拟器, 点击 File 菜单中的 Reset all(Ctrl+R) 菜单项即可。
WinMIPS64 可以在多种配置下工作。你可以改变流水线的结构和时间要求、存储器大
小 和 其 他 几 个 控 制 模 拟 的 参 数 。 点 击 Configuration / Floating Point Stages ( 点 击
Configuration 打开菜单,然后点击 Architecture 菜单项),选择如下标准配置:
如果需要,可以通过点击相应区域来改变设置。然后,点击 OK 返回主窗口。
在 Configuration 菜单中的其他四个配置也可以设置,它们是: Multi-Step, Enable
Forwarding, Enable Branch Target Buffer 和 Enable Delay Slot。 点击相应菜单项后, 在它
的旁边将显示一个小钩。
2. 装载测试程序
用标准的 text 编辑器来新建一个名为 sum.s 的文件,这个文件的功能是,计算两个整数
A、B 之和,然后将结果传给 C。程序如下:
.data
A: .word 10
B: .word 8
C: .word 0
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.text
main:
ld r4,A(r0)
ld r5,B(r0)
dadd r3,r4,r5
sd r3,C(r0)
halt
在将该程序装载进 WinMIPS64 之前,我们必须用 asm.exe 来检验该输入程序的语法正
确性。asm.exe 程序文件在所给的 winmips 压缩包里有,用命令行使用它。具体操作为,打
开终端,利用 cd 命令进到 D:\ WinMIPS64 目录中,然后直接使用 asm.exe sum.s 命令,检
查输出结果是否无误。
在开始模拟之前,至少应装入一个程序到主存。为此,选择 File / OPEN,窗口中会列
出当前目录中所有汇编程序,包括 sum.s。
按如下步骤操作,可将这个文件装入主存。
· 点击 sum.s
· 点击 open 按钮
现在,文件就已被装入到存储器中了,现在可以开始模拟工作了。
你可以在 CODE 窗口观察代码内容,可以在 DATE 窗口观察程序数据了。
3. 模 拟
在主窗口中,我们可以看见七个子窗口,和一条在底部的状态栏 。这七个子窗口分别
是 Pipeline, Code, Data , Registers, Statistics, Cycles
和 Terminal。在模拟过程中将介绍每一
个窗口的特性和用法。
(1) Pipeline 窗口
在 Pipeline 窗口中,展示了 MIPS64 处理器的内部结构,其中包括了 MIPS64 的五级流
水线和浮点操作(加法/减法,乘法和除法)的单元。展示了处于不同流水段的指令。
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