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实验一流水线中的相关一、实验目的1. 熟练掌握WinDLX模拟器的操作和使用，熟悉DLX指令集结构及其特点；2. 加深对计算机流水线基本概念的理解；3. 进一步了解DLX基本流水线各段的功能以及基本操作；4. 加深对数据相关、结构相关的理解，了解这两类相关对CPU性能的影响；5. 了解解决数据相关的方法，掌握如何使用定向技术来减少数据相关带来的暂停二、实验平台WinDLX 模拟器三、实验内容和步骤1.用WinDLX模拟器执行下列三个程序：(分别以步进、连续、设置断点的方式运行程序，观察程序在流水线中的执行情况，观察CPU中寄存器和存储器的内容。
熟练掌握WinDLX的操作和使用。
)●求阶乘程序fact.s⏹步进的运行方式：步进的运行方式是指，每次控制只执行一条语句，快捷键为F7键：图1-1 单步运行测试⏹设置断点的运行方式：鼠标点击某行，按下“Insert键”，设置断点：图1-2 设置断点图1-3 断点设置成功，按F5运行至断点⏹连续的运行方式：通过按下F5键，可直接运行至断点处；按下F8键，并在对话框内键入跳跃的步数，可以直接跳转指定的步数：图1-4 设置跳转步数●求最大公倍数程序gcm.s，观察程序在流水线中的执行情况：●求素数程序prim.s，观察CPU 中寄存器和存储器的内容2. 用WinDLX运行程序structure_d.s通过模拟找出存在资源相关的指令对以及导致资源相关的部件；记录由资源相关引起的暂停时钟周期数，计算暂停时钟周期数占总执行周期数的百分比；论述资源相关对CPU性能的影响，讨论解决资源相关的方法。
●存在资源相关的指令、导致资源相关的部件⏹两条指令同时访问寄存器f4，造成资源相关：⏹两条指令同时访问ALU，造成资源相关：●由资源相关引起的暂停时钟周期数、暂停时钟周期数占总执行周期数的百分比由资源相关引起的暂停时钟周期数：30；总执行周期数：139；暂停时钟周期数占总执行周期数的百分比：21.6%3. 在采用、以及不采用定向技术的情况下，分别用WinDLX 运行程序data_d.s(记录数据相关引起的暂停时钟周期数以及程序执行的总时钟周期数，计算暂停时钟周期数占总执行周期数的百分比；并计算采用定向技术后性能提高的倍数)●采用定向技术：（左下图）⏹计算暂停时钟周期数占总执行周期数的百分比：30/128=23.4%图3-1 采用定向技术图3-2 不采用定向技术●不采用定向技术：（右上图）⏹计算暂停时钟周期数占总执行周期数的百分比：104/202=51.5%●采用定向技术后性能提高的倍数：202/128=1.58倍四、实验总结●资源相关对CPU性能的影响、讨论解决资源相关的方法资源相关使相关指令在流水线上停滞，降低了执行效率；为解决这一问题，应在编写代码时尽量避免总是使用同一寄存器；并通过指令调度，使相关的代码执行距离拉开。
实验二指令流水线相关性分析·实验目的通过使用WINDLX模拟器，对程序中的三种相关现象进行观察，并对使用专用通路，增加运算部件等技术对性能的影响进行考察，加深对流水线和RISC 处理器的特点的理解。
·实验原理：指令流水线中主要有结构相关、数据相关、控制相关。
相关影响流水线性能。
·实验步骤一．使用WinDLX模拟器，对Fact.s做如下分析：（1）观察程序中出现的数据/控制/结构相关。
指出程序中出现上述现象的指令组合。
（2）考察增加浮点运算部件对性能的影响。
（3）考察增加forward部件对性能的影响。
（4）观察转移指令在转移成功和转移不成功时候的流水线开销。
·实验过程一．使用WinDLX模拟器，对Fact.s做如下分析：浮点加、乘、除部件都设置为1，浮点数运算部件的延时都设置为4，如图1：图1 初始设置将fact.s和input.s加载至WinDLX中，如图2示。
图2 加载程序1.观察程序中出现的数据/控制/结构相关；指出程序中出现上述现象的指令组合。
1）数据相关点击F7，使程序单步执行，当出现R-Stall时停止，运行过程中出现下图3所示，输入整数6。
图3 输入整数6打开Clock Diagram，可以清楚的看到指令执行的流水线如图4所示。
图4 指令流水线双击第一次出现R-Stall的指令行，如图5所示。
图5 指令详细信息对以上出现的情况分析如下：程序发生了数据相关，R-Stall（R-暂停）表示引起暂停的原因是RAW。
lbu r3,0×0(r2)要在WB周期写回r3中的数据；而下一条指令seqi r5,r3,0×a要在intEX周期中读取r3中的数据。
上述过程发生了WR冲突，即写读相关。
为了避免此类冲突，seq r5,r4,0×a的intEX指令延迟了一个周期进行。
由此，相关指令为：2）控制相关由图6可以看出，在第4时钟周期：第一条指令处于MEM段，第二条命令处于intEX段，第三条指令出于aborted状态，第四条命令处于IF段。
百泰派克生物科技
蛋白质的二级结构测定
蛋白质的二级结构是指蛋白质主链折叠产生的由氢键维系的有规则的构象，包括三种最主要的结构原件，α螺旋（H）、β折叠子（E）和无规则卷曲（C）。
蛋白质的二级结构是联系一级结构和三级结构的桥梁，所以二级结构的预测可为三级结构预测提供很好的起始条件。
蛋白质二级结构检测的基本原理就是通过对结构已经测定的蛋白质序列和其二级结构对应关系的统计分析，归纳出一些预测规则，用于待测蛋白的二级结构预测。
目前已开发的蛋白质二级结构测定方法大致可分为3代。
第一代测定方法主要特点是采用简单的统计方法对单个残基形成的二级结构进行分析，代表性的方法有Chou-Fasman；第二代测定方法主要特点是采用更复杂的统计方法对单个残基形成的二级结构进行预测，同时对其周围氨基酸残基形成二级结构的倾向性进行分析，代表性的方法如GORIII；第三代测定方法主要特点是采用更为先进的机器学习方法（如神经元网络），将多序列比对的信息作为神经元网络系统的输入，进行二级结构的测定，总体上精确度得到很大的提高，普遍可超过70%，代表性的方法有PHD和PSIPRED等。
百泰派克生物科技采用圆二色谱法提供蛋白二级结构分析等空间构型构象服务，欢迎免费咨询。
展示茎结构相关的实验操作技巧：生物教案二【生物教案二】展示茎结构相关的实验操作技巧概述：植物的茎是一个重要的器官，它支撑着植物的生长，同时也是植物的主要摄取和传输水分、养分的通道。
因此，茎的结构非常复杂，大部分都需要显微镜下观察，但是，凭借一些常见的技巧，我们也可以通过裸眼观察或者简单显微镜观察来了解植物的茎结构。
实验材料与设备：1、常见的常花茶一袋；2、显微镜（肉眼镜或放大镜为佳）；3、剪刀、玻璃片、盖玻片等基本显微镜配件；4、显微镜玻璃片和盖玻片。
实验操作步骤：Step 1：用手将茶包打开，取出茶叶。
观察茶叶的形态，注意茶叶较细的部分，那就是茶叶里的枝和叶脉。
Step 2：用剪刀对茶叶进行切割，似乎“随便”就好。
但是，考虑到茶叶的结构，建议从茎部位开始，顺着叶脉切开。
Step 3：使用显微镜观察切割后的茶叶。
建议在光线充足的环境下观察，以确保观察到更多细节。
并用盖玻片将茶叶盖好。
Step 4：放大显微镜，借助放大的能力，更好地观察茶叶的内部结构。
这包括茎、叶脉和细胞。
Step 5：观茶叶的内部结构。
注意茶叶的各个部分，包括细胞壁的厚度、细胞膜和胞浆的颜色和形态。
根据观察到的细节，可以判断茶叶的健康状况、功能、营养成分等。
Step 6：如果茶叶内部结构不够清晰，可以考虑将其染色。
用甲苯紫将切割好的茶叶涂抹上一层，并在光线充足的环境下观察。
总结与展望：通过这次实验，我们可以更好地了解植物的茎结构和茶叶的内部结构，并可以进一步从中了解植物的健康状况和营养成分。
但是，这些结构还远没有被完全了解。
在未来的学习和研究中，我们可以探索更多的结构细节，从而更好地了解植物的生命力和价值。
基因二级结构的预测与设计随着基因工程技术的发展，基因二级结构的预测与设计已经成为了重要的领域之一。
基因二级结构是指DNA分子在空间上的结构形态，它对于基因的表达和功能起着关键的作用。
在研究基因的过程中，预测和设计其二级结构已成为了必要的工具。
基因二级结构的预测是指通过计算机模拟或实验方法，得出基因的二级结构形态。
通过这种方式，可以预测DNA分子中的局部和全局结构，从而更好的研究其生物学性质和功能。
预测基因结构的方法主要包括三种：纯理论方法、实验方法和混合方法。
纯理论方法主要是通过计算机模拟的方式，预测基因的二级结构。
其中最常用的方法是基于自发折叠模型的动力学模拟法。
这种方法通过模拟DNA分子的动力学过程，推断出最可能的二级结构形态。
纯理论方法的好处是速度快，不受实验条件影响，但是预测的准确度有限。
实验方法是指通过实验手段，观察和测量基因分子的各种性质，从而预测其二级结构。
实验方法主要包括核磁共振法、X射线衍射法、质谱法等。
实验方法的优点在于可以得到高精度的结果，但是需要较高的技术和设备条件，费用也较高。
混合方法是指将纯理论方法和实验方法结合起来，以提高预测准确度。
混合方法包括动力学模拟法和核磁共振法的结合、动力学模拟法和X射线衍射法的结合等。
混合方法的优点在于准确度高，但是计算量较大，需要较长时间的计算。
基因二级结构的预测对于研究基因的结构和功能非常重要。
通过预测基因结构，可以发现新的基因功能，并解释许多生命现象的原理。
例如，预测肽链的二级结构可以预测其功能和性质；预测RNA分子的二级结构可以帮助我们理解RNA调节信号和基因表达的机制。
基因二级结构的设计是指通过改变基因序列，使其形成特定的二级结构。
基因二级结构的设计需要满足一系列的条件，如稳定性、可控性、特异性等。
基因二级结构的设计方法主要包括两种：靶向结合法和基于物理化学的设计法。
靶向结合法是指在已知目标分子的基础上设计序列，以达到特定的二级结构形态。
RNA二级结构的分析RNA（核糖核酸）是一种生物大分子，与DNA（脱氧核糖核酸）一样，属于核酸类化合物。
相对于DNA在生物体内主要承担着遗传信息传递的作用，RNA则在参与蛋白质合成过程中起关键作用。
RNA分子的功能与结构密切相关，包括其二级结构。
建立RNA的二级结构模型有助于了解其功能以及RNA与其他分子的相互作用。
RNA二级结构是指在RNA分子中不同区域之间通过互补碱基对的形式所形成的空间结构。
在RNA二级结构中，碱基序列的互补配对导致RNA分子在空间上形成多种不同类型的结构。
通常，RNA的二级结构可以由计算方法进行预测并确定，而非通过实验手段直接确定。
RNA的二级结构分析可以通过以下几种方法进行：1.直接测定法：利用实验数据，例如核磁共振（NMR）和X射线晶体学等技术，直接观察RNA的结构。
这些实验方法可以提供精确的结构数据，但限制在于只能针对短RNA分子或者高度纯化的RNA进行。
2.间接测定法：由于RNA的二级结构受到序列的限制，通过观察RNA所形成的碱基对，可推导出其二级结构。
在间接测定法中，常用的方法包括化学和酶切修饰、碱基突变、同源测序、物理性质测定等。
3. 计算方法：计算方法的发展使得RNA二级结构的预测成为可能。
常用的计算方法包括比较序列分析、直接耦合能（direct coupling energy）法、动力学模拟、分子动力学模拟等。
这些方法通过计算RNA分子的能量最小化来确定其二级结构。
RNA二级结构的分析具有重要的生物学意义，因为二级结构直接决定了RNA在细胞内的功能和表达。
通过分析RNA的二级结构，可以了解其参与的生物学过程，在分子水平上理解生物学功能。
例如，通过分析RNA的二级结构可以了解其在蛋白质合成中的具体角色，或者预测RNA的结合位点，以及RNA和其他分子之间的相互作用。
当然，RNA二级结构的预测和分析并不是一项简单的任务。
由于RNA 分子的空间结构相比DNA更加复杂，因此需要适用的计算方法和实验技术来支持。
蛋白质二级结构的测定方法及原理下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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蛋白质二级结构的检测手段
蛋白质二级结构是指蛋白质中氨基酸链的局部折叠形态，包括α-螺旋、β-折叠、无规卷曲等。
二级结构的确定对于研究蛋白质的结构和功能很重要。
目前常用的蛋白质二级结构的检测手段主要有以下几种：
1. X射线晶体学：X射线晶体学是目前最常用的蛋白质结构测定方法，可以精确地解析蛋白质分子的三维结构，包括二级结构。
2. 核磁共振：核磁共振技术可以通过测量蛋白质分子内部的原
子核的自旋振荡情况，确定蛋白质的二级结构。
3. 红外光谱：红外光谱技术可以通过测量蛋白质中特定化学键
的振动频率，确定蛋白质的二级结构。
4. 圆二色谱：圆二色谱技术可以测量蛋白质中对左旋和右旋圆
极化光的旋转角度，从而确定蛋白质的二级结构。
5. 荧光光谱：荧光光谱技术可以通过测量蛋白质中特定氨基酸
残基的荧光发射光谱，确定蛋白质的二级结构。
综上所述，以上的检测手段可以相互补充，提供多维度的蛋白质结构信息，为研究蛋白质结构与功能的关系提供了重要的工具和手段。
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混凝土结构实验报告混凝土结构实验报告引言混凝土结构是现代建筑中最常见的一种结构形式。
由于其优良的抗压性能和耐久性，混凝土结构在建筑领域中得到了广泛应用。
本实验旨在通过对混凝土结构进行一系列实验，探究其力学性能和结构特点，为混凝土结构的设计和施工提供科学依据。
实验一：混凝土材料性能测试首先，我们进行了对混凝土材料的性能测试。
通过对混凝土试块进行抗压强度试验，我们可以了解混凝土的强度特点。
在实验中，我们选取了不同配比的混凝土试块，分别进行了压力加载。
实验结果表明，混凝土的抗压强度与水灰比、骨料粒径等因素有关。
同时，我们还进行了混凝土的抗拉强度试验和抗冻性试验，以评估混凝土在不同工况下的性能。
实验二：混凝土梁的弯曲性能研究在实验二中，我们研究了混凝土梁的弯曲性能。
通过对不同长度和截面形状的混凝土梁进行弯曲试验，我们可以了解混凝土梁在受力状态下的变形和破坏特点。
实验结果表明，混凝土梁在受力过程中呈现出一定的弯曲变形，并在一定荷载下发生破坏。
同时，我们还研究了混凝土梁的裂缝形态和承载力随荷载增加的变化规律。
实验三：混凝土柱的承载力试验实验三旨在研究混凝土柱的承载力。
通过对不同截面形状和长度的混凝土柱进行垂直加载，我们可以了解混凝土柱在受力状态下的稳定性和承载能力。
实验结果表明，混凝土柱的承载力与截面形状、长度和配筋率等因素密切相关。
同时，我们还研究了混凝土柱的变形特点和破坏模式。
实验四：混凝土结构的振动特性研究在实验四中，我们研究了混凝土结构的振动特性。
通过对混凝土梁和混凝土柱进行自由振动试验和强迫振动试验，我们可以了解混凝土结构的固有频率、阻尼特性和模态形态。
实验结果表明，混凝土结构的振动特性与结构的刚度、质量和阻尼等因素有关。
同时，我们还研究了混凝土结构的共振现象和振动响应。
结论通过一系列实验，我们深入研究了混凝土结构的力学性能和结构特点。
实验结果表明，混凝土具有较高的抗压强度和抗拉强度，适用于承受大荷载的结构。
实验二结构相关
一．实验目的
通过本实验，加深对结构相关的理解，了解结构相关对CPU性能的影响。
二．实验内容
1. 用WinDLX模拟器运行程序structure_d.s 。
2. 通过模拟，找出存在结构相关的指令对以及导致结构相关的部件。
3．由结构相关引起的暂停时钟周期数，计算暂停时钟周期数占总执行周期数的百分比。
4．论述结构相关对CPU性能的影响，讨论解决结构相关的方法。
三．实验原理：
结构相关是指因为程序的执行方向可能被改变而引起的相关。
可能改变程序执行方向的指令通常有无条件转移、一般条件转移、复合条件转移、子程序调用、中断等。
1．无条件转移
无条件转移指令一般能够在指令分析器中就执行完成，因此一般对指令执行部件的工作不会造成影响。
2．条件转移
条件转移指令有两种：一般条件转移指令和复合条件转移指令。
对于一般条件转移指令，相关最严重的情况发生在条件码是上一条指令产生的。
转移不成功对先行控制器的影响不大，而转移成功时，不仅指令执行过程变成了完全串行，而且要作废已经取到先行指令缓冲栈中的大量指令，从而白白增加了处理机与主存之间的通信量。
对于复合条件转移指令，如果转移不成功，则就象一条普通的运算型指令一样。
如果转移成功，不仅要全部或部分作废先行指令缓冲栈中已经预取的指令，还可能要作废先行操作栈中的指令和先行读数栈中的操作数，作废当前在指令分析器中分析的指令。
四．WinDLX的窗口配置：
1．Statistics 窗口：
将待运行程序装入主存后按F5使程序完成执行，出现消息"Trap #0 occurred" 表明最后一条指令trap 0 已经执行，Trap指令中编号“0”没有定义，只是用来终止程序。
双击图标Statistics。
Statistics 窗口提供各个方面的信息：模拟中硬件配置情况、暂停及原因、条件分支、Load/Store指令、浮点指令和traps。
窗口中给出事件发生的次数和百分比。
2．WinDLX可以在多种配置下工作。
你可以改变流水线的结构和时间要求、存储器大小和其他几个控制模拟的参数。
点击Configuration / Floating Point Stages（点击Configuration打开菜单，然后点击Floating Point Stages菜单项），选择如下标准配置：
Coun Delay
Addition Units:
Multiplication Units:
Division Units:
点击Configuration / Memory Size，可以设置模拟处理器的存储器大小。
应设置为0x8000，然后，点击OK返回主窗口。
在Configuration菜单中的其他三个配置也可以设置，它们是：Symbolic addresses, Absolute Cycle Count 和Enable Forwardin g。
点击相应菜单项后，在它的旁边将显示一个小钩。
五．实验要求
实验前要做好充分准备，包括WinDLX安装与调试步骤、程序运行方法，以及对模拟结果的分析等。
六．实验报告
1、程序运行说明。
2、存在结构相关的指令对以及导致结构相关的部件说明。
3、查看Statistics窗口中的各种统计数字，记录由结构相关引起的暂停时钟周期数，计算暂停时钟周期数占总执行周期数的百分比。
