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lab5/lab5.md

+# 计算机体系结构Lab5
+## 实验目的
+* 熟悉Tomasulo模拟器和cache一致性模拟器（监听法和目录法）的使用
+* 加深对Tomasulo算法的理解，从而理解指令级并行的一种方式-动态指令调度
+* 掌握Tomasulo算法在指令流出、执行、写结果各阶段对浮点操作指令以及load和store指令进行什么处理；给定被执行代码片段，对于具体某个时钟周期，能够写出保留站、指令状态表以及浮点寄存器状态表内容的变化情况。 
+* 理解监听法和目录法的基本思想，加深对多cache一致性的理解
+* 做到给出指定的读写序列，可以模拟出读写过程中发生的替换、换出等操作，同时模拟出cache块的无效、共享和独占态的相互切换
+
+## 实验验收
+只需要提交实验报告，不需要当面检查
+
+## 实验要求
+### 一.Tomasulo算法模拟器
+
+**使用模拟器进行以下指令流的执行并对模拟器截图、回答问题**
+```
+L.D  F6, 21（R2）
+L.D  F2, 0（R3）
+MUL.D  F0, F2, F4
+SUB.D  F8, F6, F2
+DIV.D  F10, F0, F6
+ADD.D  F6, F8, F2
+```
+
+假设浮点功能部件的延迟时间：加减法2个周期，乘法10个周期，load/store2个周期，除法40个周期。
+
+1.	分别截图（当前周期2和当前周期3），请简要说明load部件做了什么改动
+2.	请截图（MUL.D刚开始执行时系统状态），并说明该周期相比上一周期整个系统发生了哪些改动（指令状态、保留站、寄存器和Load部件）
+3.	简要说明是什么相关导致MUL.D流出后没有立即执行
+4.	请分别截图（15周期和16周期的系统状态），并分析系统发生了哪些变化
+5.	回答所有指令刚刚执行完毕时是第多少周期，同时请截图（最后一条指令写CBD时认为指令流执行结束）
+
+### 二.多cache一致性算法-监听法
+**1.利用模拟器进行下述操作，并填写下表**
+
+|所进行的访问|是否发生了替换？|是否发生了写回？|监听协议进行的操作与块状态改变|
+|----|----|-----|-----|
+|CPU A 读第5块| | | 
+|CPU B 读第5块|| | 
+|CPU C 读第5块|| | 
+|CPU B 写第5块|| | 
+|CPU D 读第5块|| | 
+|CPU B 写第21块|| | 
+|CPU A 写第23块|| | 
+|CPU C 写第23块|| | 
+|CPU B 读第29块|| | 
+|CPU B 写第5块|| | 
+
+**2.	请截图，展示执行完以上操作后整个cache系统的状态**
+
+### 三.多cache一致性算法-目录法
+**1.利用模拟器进行下述操作，并填写下表**
+|所进行的访问	|监听协议进行的操作与块状态改变
+|-----|-----|
+|CPU A 读第6块|	|
+|CPU B 读第6块|	|
+|CPU D 读第6块|	|
+|CPU B 写第6块|	|
+|CPU C 读第6块|	|
+|CPU D 写第20块|	|
+|CPU A 写第20块||
+|CPU D 写第6块|	|
+|CPU A 读第12块|	|
+
+**2.	请截图，展示执行完以上操作后整个cache系统的状态**
+
+### 四.综合问答
+1.	目录法和监听法分别是集中式和基于总线，两者优劣是什么？（言之有理即可）
+2.	Tomasulo算法相比Score Board算法有什么异同？（简要回答两点：1.分别解决了什么相关，2.分别是分布式还是集中式）（参考第五版教材）
+3.	Tomasulo算法是如何解决结构、RAW、WAR和WAW相关的？（参考第五版教材）
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