计算机组成原理
实 验 指 导 书
软件学院 2015.9
实验报告要求
一、 该实验为计算机组成原理课程的仿真训练项目，包括实验1-5， 每个实验6分，共30分，计入最终考核成绩。
二、每人每个实验写一份实验报告。要求在熟悉仿真软件和相关理论知识的基础上，按照实验步骤，认真观察实验结果数据，做好记录或截图，并对结果进行分析，最后总结实验中遇到的问题和解决方法，写出实验心得体会。
三、每个实验应在相对应的理论知识讲授完毕后进行，实验完成后以答辩形式组织考核打分。实验报告需要同时上交电子版和A4纸打印版，封面参考附件。
附件
计算机组成原理
实验报告
学院（系）： 专 业： 班 级： 学 号： 姓 名：
年 月 日
实验1 Cache模拟器的实现
一.实验目的
(1)加深对 Cache的基本概念、基本组织结构以及基本工作原理的理解。 (2)掌握 Cache容量、相联度、块大小对Cache性能的影响。
(3)掌握降低 Cache不命中率的各种方法以及这些方法对提高Cache性能的好处。 (4)理解LRU与随机法的基本思想以及它们对Cache性能的影响。
二、实验内容和步骤
1、启动CacheSim。
2、根据课本上的相关知识，进一步熟悉Cache的概念和工作机制。
3、依次输入以下参数：Cache容量、块容量、映射方式、替换策略和写策略。 Cache容量 256KB 64KB 64KB 8KB 块容量 8 Byte 32 Byte 32 Byte 64 Byte 映射方式 直接映射 4路组相联 4路组相联 全相联 替换策略 ------ LRU 随机 LRU 写策略 ------- ------- -------- --------- 4、读取cache-traces.zip中的trace文件。
5、运行程序，观察cache的访问次数、读/写次数、平均命中率、读/写命中率。 思考：1、Cache的命中率与其容量大小有何关系？ 2、Cache块大小对不命中率有何影响？
3、替换算法和相联度大小对不命中率有何影响？
三.实验结果分析
四.实验心得
实验2：MIPS指令系统和MIPS体系结构
一.实验目的
（1）了解和熟悉指令级模拟器
（2）熟悉掌握MIPSsim模拟器的操作和使用方法
（3）熟悉MIPS指令系统及其特点，加深对MIPS指令操作语义的理解 （4）熟悉MIPS体系结构
二. 实验内容和步骤
首先要阅读MIPSsim模拟器的使用方法，然后了解MIPSsim的指令系统。 （1）、启动MIPSsim。
（2）、选择“配置”->“流水方式”选项，使模拟器工作在非流水方式。 （3）、参照使用说明，熟悉MIPSsim模拟器的操作和使用方法。
（4）、选择“文件”->“载入程序”选项，加载样例程序 alltest.asm，然后查看“代码”窗口，查看程序所在的位置。
（5）、查看“寄存器”窗口PC寄存器的值：[PC]= 。 （6）、执行load和store指令，步骤如下： 1)单步执行一条指令（F7）。
2)下一条指令地址为 ，是一条 (有，无)符号载入 (字节，半字，字)指令。
3)单步执行一条指令（F7）。
4)查看R1的值，[R1]= 。
5)下一条指令地址为 ，是一条 (有，无)符号载入 (字节，半字，字)指令。
6)单步执行1条指令。
7)查看R1的值，[R1]= 。
8)下一条指令地址为 ，是一条 (有，无)符号载入 (字节，半字，字)指令。