上海交通大学计算机科学与工程系CS145课程配套实验项目-计算机系统结构基础实验与课程设计-包含MIPS指令集模拟器设计流水线C...

搜索引擎上海交通大学计算机科学与工程系CS145课程配套实验项目_计算机系统结构基础实验与课程设计_包含MIPS指令集模拟器设计流水线CPU实现缓存系统优化分支预测算法评估等核心实验.zip上海交通大学计算机科学与工程系CS145课程配套实验项目_计算机系统结构基础实验与课程设计_包含MIPS指令集模拟器设计流水线CPU实现缓存系统优化分支预测算法评估等核心实验.zip 上海交通大学计算机科学与工程系的CS145课程是一门专注于计算机系统结构的基础实验与课程设计课程，它不仅仅提供理论知识，还着重于学生动手实践能力的培养。该课程配套的实验项目内容丰富，包含了一系列核心实验，这些实验旨在加深学生对于计算机系统底层工作原理的理解，特别是对于MIPS指令集、流水线CPU设计、缓存系统实现、分支预测算法评估等关键概念。 MIPS指令集是计算机架构中广泛研究和应用的一种精简指令集，它简洁、高效，非常适合用于教学和研究。在该课程实验中，学生将有机会设计一个MIPS指令集的模拟器，这不仅有助于理解指令集的工作机制，还能够锻炼学生的编程能力和系统分析能力。 流水线CPU是现代计算机处理器设计中的一项关键技术，通过将指令执行过程分成多个阶段，并让不同的阶段并行处理不同的指令，大幅度提升了CPU的执行效率。在这一部分实验中，学生需要实现一个简单的流水线CPU模型，这要求学生深入理解流水线的工作原理以及可能出现的问题，比如数据冲突、控制冲突和结构冲突等，并尝试解决这些问题。 缓存系统是计算机存储体系中的重要组成部分，它位于处理器和主存之间，起到速度缓冲的作用，大大提高了数据访问速度。在实验项目中，学生将通过设计和优化缓存系统来学习缓存的工作原理、映射策略和替换算法等关键知识，这对于未来在计算机体系结构领域的深入研究打下坚实的基础。 分支预测算法是现代处理器设计中的一个高级技术，它的目的是提前预测程序中的分支指令执行路径，以减少分支指令引起的流水线停顿。在实验中，学生将评估不同的分支预测算法的性能，这不仅包括了解各种预测策略，还要能够通过编程实现这些算法，并进行性能评估，这对于提升学生对处理器性能优化的认识至关重要。 通过这一系列实验，学生不仅能够系统地掌握计算机系统结构的基础知识，还能通过实践加深对这些知识的理解。此外，项目中涉及到的编程语言主要是Python，这表明了课程鼓励学生使用这种简洁且功能强大的语言来实现复杂的系统设计，从而培养学生的编程技能和解决问题的能力。