體系結(jié)構(gòu)試驗(yàn)報(bào)告cache存儲(chǔ)過程

1、-. z.體系構(gòu)造實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^程序，模擬cache存儲(chǔ)過程，并通過控制變量法模擬分析Cache性能實(shí)驗(yàn)步驟：我們要通過教師所給程序進(jìn)展模擬，并通過操作系統(tǒng)試驗(yàn)中教師所給算法生成出project.t*t，并通過project.t*t里面的數(shù)據(jù)來模擬程序的局部性等特性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果比擬關(guān)聯(lián)方式，控制blockSize, CacheSize不變：1、Direct_mapped：(2)、Set_associate:(3)、Fully_associate通過上述三個(gè)比擬可以看出，各種映射有自己的優(yōu)點(diǎn)。但是不難看出，增大關(guān)聯(lián)度會(huì)減小miss rate，但是增加到一定程度又會(huì)有抑制作用。2.比擬Cach

2、e大小對(duì)于性能的影響。1、Direct_mapped，Cache容量為64時(shí)：2、Direct_mapped，Cache容量為128時(shí)：3、Direct_mapped，Cache容量為256時(shí)：比照實(shí)驗(yàn)結(jié)果，不難發(fā)現(xiàn)，隨著Cache容量的增加，Cache的命中率一直在提升。分析原因發(fā)現(xiàn)，雖然Cache容量大了，但并不等于其預(yù)存的內(nèi)容增多，所以命中率會(huì)上升。3、比擬Cache大小對(duì)于性能的影響。1、Direct_mapped，關(guān)聯(lián)度為1時(shí)：2、Direct_mapped，關(guān)聯(lián)度為2時(shí)：3、Direct_mapped，關(guān)聯(lián)度為4時(shí)：4、Direct_mapped，關(guān)聯(lián)度為8時(shí)：5、Direct_m

3、apped，關(guān)聯(lián)度為16時(shí)：可以看出，隨著關(guān)聯(lián)度的提高，命中率也有所增加。4、比擬block Number對(duì)于Cache性能影響。1、Direct_mapped， block number為1時(shí)：2、Direct_mapped， block number為2時(shí)：1、Direct_mapped， block number為4時(shí)：通過以上三組數(shù)據(jù)不難看出，當(dāng)block number增加時(shí)，命中率明顯增高了。分析原因可知，這是由于程序局部性原理所造成的，當(dāng)一次性多拿些附近的數(shù)據(jù)，會(huì)有效的預(yù)測(cè)為下次用到的。通過程序可以看出，這種方法會(huì)增加程序運(yùn)行時(shí)間。習(xí)題：利用Cache模擬器CacheSimulat

4、or程序分析解決：The following C program is run (with no optimizations) on a machine with a cache that has four-word(16-byte)blocks and holds 256 bytes of data:int i, j, c, stride, array256;for (i=0; i10000; i+) for (j=0; j256; j=j+stride) c=arrayj+5;if we consider only the cache activity generated by refer

5、ences to the array and we assume that integers are words, what is the e*pected miss rate when the cache is direct-mapped and stride=132 How about if stride=131 Would either of these change if the cache were two-way set associative截取實(shí)驗(yàn)結(jié)果屏幕，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)心得。1、當(dāng)stride=132時(shí)：Cache容量大小為256B，每個(gè)塊大小為16B，所以

6、Cache blocks一共有16個(gè)。當(dāng)訪問array0和array132時(shí)，分別映射到Cache block第0個(gè)和第1個(gè)塊，因?yàn)?(132/4)mod16=1。所以當(dāng)?shù)谝淮畏轿籥rray0時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生一次miss,并將其從memory中取出放入cache，第一次訪問array132時(shí)也會(huì)產(chǎn)生一次miss，并將其從memory中取出放入cache。以后訪問時(shí)都可從cache中找到，所以不管訪問幾次，都是2個(gè)miss。1、當(dāng)stride=131時(shí)：分析：Cache容量大小為256B，每個(gè)塊大小為16B，所以Cache blocks一共有16個(gè)。當(dāng)訪問array0和array132時(shí)，都將映射到Cache block第0個(gè)塊，因?yàn)?(132/4)mod16=0。所以當(dāng)?shù)谝淮畏轿籥rray0時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生一次miss,將其從memory中取出存入cache，而當(dāng)其第一次訪問array131時(shí)又產(chǎn)生一次miss，又將memory中的存入到cache中，所以之后每次都會(huì)miss。實(shí)驗(yàn)總結(jié)：通過此次實(shí)驗(yàn)，