2017-2018-1 20155306 《信息安全系统设计基础》第7周学习总结

2017-2018-1 20155306 《信息安全系统设计基础》第7周学习总结

教材学习内容总结

第四章 处理器体系结构

4.1 Y86指令集体系结构

  • 程序可见状态：每条指令都会读取或修改处理器状态的某些部分

    存储器：Y86用虚拟地址引用存储器位置，硬件和操作系统联合起来将虚拟地址翻译成实际或物理地址

  • movl分为irmovl rrmovl mrmovl rmmovl

    四个整数指令：addl subl andl xorl

    7个跳转指令：jmp jle jl je jne jge jg

    6个条件传送指令：cmovle cmovl cmove cmovne cmovge cmovg

  • 指令的字节级编码：每条指令需要1~6个字节不等，第一个字节表示指令类型，分为两部分，高四位是代码部分，低四位是功能部分

  • 附加寄存器指示符字节：指定一个或者两个寄存器。

  • 附加4字节的常数字：作为irmovl的立即数数据，rmmovl和mrmovl的地址指示符的偏移量，以及分支指令和调用指令的目的地址。

4.2 逻辑设计和硬件语言HCL

  • 实现一个数字系统需要三个主要的组成部分：计算对位进行操作的函数的组合逻辑、存储位的存储器元素，以及控制存储器元素更新的时钟信号
  • HCL中，将所有字级的信号都声明为int，不指定字的大小，HCL允许比较字是否相等
  • 时序电路：有状态并在这个状态上进行计算的系统
  • 时钟寄存器：存储单个位或字，时钟信号控制寄存器加载输入值
  • 大多数时候，寄存器都保持在稳定状态(x)，产生的输出等于它的当前状态。信号沿着寄存器前面的组合逻辑传播，这时，产生了一个新的寄存器输入(y)，但只要时钟是低电位的，寄存器的输出就仍然保持不变。当时钟变成高电位的时候，输入信号才加载到寄存器中，成为下一个状态y，直至下一个时钟的上升沿。

4.3 Y86顺序实现

  • PIPE处理一条指令包括的操作：
a)    预测PC和取指：将PC内容作地址，从指令存储器读指令，预测下一跳PC地址。

b)    译码：读两个操作数的寄存器值。

c)     执行：根据指令类型，将算数/逻辑单元ALU用于不同操作，包括设置条件码。

d)    访存：数据存储器写入或读出一个存储器字。

e)    写回：写从ALU计算出来的值或者从存储器读出的值。

f)     更新PC
  • 流水线化：每个时钟周期，一条指令离开系统，一条新的进入，特点：
a)    流水线化增加了系统的吞吐量，但会轻微的增加延迟（增加了流水线寄存器）。
b)    不一致的阶段延迟造成的流水线技术的局限性：系统吞吐量受最慢阶段速度限制。
c)     流水线过深，收益反而下降，流水线寄存器成为吞吐量的一个制约因素。
  • 每个时钟周期都有下面特点：
a)  程序寄存器都会装载新的指令地址
b)  只有在执行整数运算指令时才会装载条件码寄存器
c)  只有在执行rmmovl、pushl、call指令时才会写数据存储器

Y86模拟器安装

根据实验楼实验步骤，构建YIS环境，并进行测验结果如下：

课本部分练习题：

代码调试中的问题和解决过程

  • 问题1：在实验楼安装Y86模拟器安装，出现下图权限不够的情况：

  • 解决：在命令前加 sudo，就可解决所有的权限问题。运行成功如下：

  • 问题二：make all命令没有预期的汇编码，出现下图情况：

  • 解决：.ys文件已经是汇编代码文件了，make xx.yo才会出现汇编代码。因此现在使用cat xx.ys就可以看到代码了。

代码托管

（statistics.sh脚本的运行结果截图）

上周考试错题总结

其他（感悟、思考等，可选）

学习进度条

代码行数（新增/累积） 博客量（新增/累积） 学习时间（新增/累积） 重要成长
目标 5000行 30篇 400小时
第一周 20/20 1/2 10/15 第一章
第三周 130/210 1/2 21/36 第二章
第四周 70/ 280 1/4 10/46 第十章
第五周 91 / 371 1/6 23/69 第三章
第六周 308 / 648 1/8 31/100 第八、十章
第七周 2200 /2848 1/10 25/125 第四章
尝试一下记录「计划学习时间」和「实际学习时间」，到期末看看能不能改进自己的计划能力。这个工作学习中很重要，也很有用。
耗时估计的公式
：Y=X+X/N ，Y=X-X/N，训练次数多了，X、Y就接近了。

参考：软件工程软件的估计为什么这么难，软件工程 估计方法

参考资料

posted on 2017-11-05 21:29  20155306  阅读(197)  评论(0)  编辑  收藏  举报

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