Zadania  ^[draft]

Lab_06:

Ćwiczenie:

1. Proszę uruchomić pierwszy program

   $lab_06_a.exe

2. Proszę opisać kolejne cykle rozkazowe, jakie wykonuje procesor.

3. Należy zamieścić wynik działania programu w sprawozdaniu.

1
2
3
4
5
6
7

memory = [10, 6, 7, 2, 1, 0, 0]
instructions = [
    ("LOAD",  0, 0),
    ("LOAD",  1, 2),
    ("ADD",   0, 1),
    ("STORE", 0, 0),
]

4. Proszę uruchomić drugi program $lab_06_b.exe
5. Należy zamieścić wynik działania programu w sprawozdaniu.

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14

memory = [10, 6, 7, 2, 1, 0, 0]
instructions = [
    ("LOAD",  0, 0),
    ("LOAD",  1, 2),
    ("ADD",   0, 1),
    ("STORE", 0, 0),

    ("LOAD",  3, 1),
    ("LOAD",  2, 3),
    ("SUB",   3, 2),
    ("STORE", 1, 3),

    ("JNZERO", 3, -9),
]

Lab_07

1. Bez włączonej predykcji

Proszę uruchomić każdy z programów.

1
2

lab_07.exe <num_pipelines> <use_predictor> <test_program>
             <1-12>          <True/False>       <1-3>

Na przykład: $ lab_07.exe 4 false 1 -> Uruchomienie programu testowego nr 1, bez predyktora, z 4 potokami

W sprawozdaniu:

• Ile cykli wykonywał się każdy program?
• Dlaczego wystąpił pierwszy stall w każdym z programów?

Kolejno należy zmieniać ilość dostępnych potoków, od 1 do 5. Proszę opisać jak zmieniał się czas wykonania (ilość cykli). Z czego to może wynikać. Dla każdego przypadku proszę podać końcową zawartość pamięci. Na przykład:

1
2

Memory:
4, 0, 4, 0, 4, 7, 3, 2, 9, 7, 1, 1

1. Z włączoną predykcją

Na przykład: $ lab_07.exe 4 true 1 -> Uruchomienie programu testowego nr 1, bez predyktora, z 4 potokami

W sprawozdaniu:

• Ile cykli wykonywał się każdy program?
• Dlaczego wystąpił pierwszy stall w każdym z programów?

Kolejno należy zmieniać ilość dostępnych potoków, od 1 do 5. Proszę opisać jak zmieniał się czas wykonania (ilość cykli). Z czego to może wynikać.

Proszę wypisać wystapienia komunikatu: Instruction under this address can generate branch. Z czego wynika ten komunikat?

Instruction reordering

Proszę uruchomić program, opisać w sprawozdaniu jego wynik. Z czego wynika takie działanie programu? Należy przerwać wykonywanie zaraz po pojawieniu się pierwszych wyników.

$lab_10.exe

Lab_11 - Lab_12 - Lab_13

1. Proszę uruchomić kolejno lab_11, lab_12, lab_13
2. W sprawozdaniu proszę umieścić wynik działania programów
3. Proszę zinterpretować wyniki.

Lab_11 - program sekwencyjny Lab_12a - podobny problem do lab_11, ale wielowątkowo Lab_12b - podobny problem do lab_11, ale wielowątkowo, z rozwiązaniem problemu Lab_13 - symulacja technologii HT

Lab_15

W poniższym programie przetestujemy dwa różne sposoby dostępu do pamięci: sekwencyjny i losowy. Porównamy czas wykonania obu podejść, które mogą wpływać na wykorzystanie pamięci cache.

Proszę uruchomić program, opisać w sprawozdaniu jego wynik.

1
2

$lab_15.exe <iterations> <seq/random>
              <50-1000>    <seq/random>

Należy modyfikować ilość iteracji: 50 75 100, uruchamiając dla dostępu sekwencyjnego i losowego.

Lab_17

Proszę uruchomić program, opisać w sprawozdaniu jego wynik. Należy kilka razy zmodyfikować parametry:

• -c 1024 -b 32 -n 10000 -m 2048
• -c 1024 -b 64 -n 10000 -m 2048
• -c 2048 -b 32 -n 10000 -m 4096
• -c 2048 -b 64 -n 10000 -m 4096
• inna konfiguracja wg uznania z taką samą liczbą iteracji
• inna konfiguracja wg uznania z taką samą liczbą iteracji

1
2
3
4
5
6

$lab_17.exe -c 1024 -b 32 -n 10000 -m 1024

  -c, --cache size
  -b, --block size
  -n, --iteration
  -m, --memory size

Lab_18 - Prefetch

Proszę uruchomić program, opisać w sprawozdaniu jego wynik. Należy kilka razy zmodyfikować parametry:

• -c 1024 -b 32 -n 10000 -m 2048 -d 1
• -c 1024 -b 64 -n 10000 -m 2048 -d 2
• -c 2048 -b 32 -n 10000 -m 4096 -d 4
• -c 2048 -b 64 -n 10000 -m 4096 -d 8
• inna konfiguracja wg uznania z taką samą liczbą iteracji
• inna konfiguracja wg uznania z taką samą liczbą iteracji

1
2
3
4
5
6
7

$lab_18.exe -c 1024 -b 32 -n 10000 -m 1024 -d 8

  -c, --cache size
  -b, --block size
  -n, --iteration
  -m, --memory size
  -d, --prefetch distance

Scenariusz problemu (architektura jednordzeniowa/wielordzeniowa)

Przyjmijmy, że chcemy obliczyć wartości silni dla dużego zestawu liczb. Obliczenia te mają być wykonane sekwencyjnie dla każdej liczby w zestawie. Wartości silni obliczane są za pomocą iteracyjnej funkcji silni.

Porównanie rozwiązań na procesorze jedno- i wielordzeniowym:

1. Procesor jednordzeniowy:

< Jak mogą wyglądać obliczenia? Jak mogą być przydzielane zasoby procesora? Wątki?>

Zalety:

Wady:

2. Procesor wielordzeniowy:

< Jak mogą wyglądać obliczenia? Jak mogą być przydzielane zasoby procesora? >

Zalety:

Wady:

Porównanie:

Które rozwiązanie będzie wydajniejsze i w jakim wypadku? W jakich sytuacjach jedno rozwiązanie jest wydajniejsze od drugiego?