大連理工大學(xué)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)-實(shí)驗(yàn)四

大連理工大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)四Cache性能分析學(xué)院（系）：電子信息與電氣工程學(xué)部專(zhuān) 業(yè)：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)生姓名： 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology-實(shí)驗(yàn)四Cache性能分析一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵蠹由顚?duì)Cache的基本概念、基本組織結(jié)構(gòu)以氏基本工作原理的理解。掌握Cache量、相聯(lián)度、塊大小對(duì)Cache性能的影響。掌握降低Cache不命中率的各種方法以氏這些方法對(duì)提高Cache性能的好處。理解LRU與隨機(jī)法的基本思想以兀.它們對(duì)Cache性能的影響。二、 實(shí)驗(yàn)步驟與操作方法1、Cache容量對(duì)不命中率的形響。啟動(dòng)MyCachco用鼠標(biāo)單擊“復(fù)位”按鈕，把各參數(shù)誅星為默認(rèn)值。選擇一個(gè)地址流文件。方法：選擇“訪問(wèn)地址”—>“地址流文件”選項(xiàng)，然后單擊“瀏覽”按鈕，從本模擬器所在文件夾下的“地址流”文件夾中選取。(4)選擇不同的Cache容量，包括2KB、4KB、8KB、16KB、32KB、64KB、128KB和256KB。分別執(zhí)行模擬器(單擊“執(zhí)行到底”按鈕即可執(zhí)行)，然后在下嶷中記錄各種侑況下的不金中率。Cache容量(KB)248163264128256tex3.432.720.580.390.230.180.180.16spice10.887.654.622.40.990.40.320.3eg5.45.454.74.74.74.74.7cd14.2210.467.594.782.841.971.260.98不命中率all9.877.194.482.651.420.890.600.49喪不同容量下Cache的不命中率(5)以容量為攢坐標(biāo)，畫(huà)出不命中率Cache容量變化而交化的曲線，并指明地址流文件名。Cache容量對(duì)不命中率的影響2 4 8 16 32 64 128 256cache容量Cache容量對(duì)不命中率的影響2 4 8 16 32 64 128 256cache容量(KB)(6)根據(jù)該模擬結(jié)果，你能得出什么結(jié)論？售：隨#Cache容量的增大，不命中率降低，但是降低的幅度由較大差別，Cache春量足夠大以后，不命中率降到一走程度以后，降低效果不再明顯。2.相聯(lián)度對(duì)不命中率的彩響用鼠標(biāo)單擊“復(fù)位”按鈕，把各參數(shù)誅晝?yōu)槟J(rèn)值。此時(shí)的Cache容量為64KB。選擇一個(gè)地址流文件。選擇不同的Cache相聯(lián)度，包括2路、4路、8路、16路和32路。分別執(zhí)行模擬器，然后在下表中記錄各種惰況下的不命中率。相聯(lián)度124X1632All0.890.530.470.450.440.44Cc11.971.150.990.930.920.91Eg4.74.74.74.74.74.7Spice0.40.250.220.220.210.21tex0.180.150.150.150.150.15表當(dāng)容量為64KB時(shí)，不同相聯(lián)Cache的不命中率(4)把Cache的容量設(shè)置為256KB,畫(huà)復(fù)(3)的工作，并填寫(xiě)下裘。相聯(lián)度12481632All0.490.380.360.360.350.35Cc10.980.780.740.730.710.71Eg4.74.74.74.74.74.7Spice0.30.210.210.210.210.21tex0160.150.150.150.150.15當(dāng)容量為256KB時(shí)，不同相聯(lián)廈下Cache的不命中率(5)以相聯(lián)度為攢坐標(biāo)，畫(huà)出在64KB和256KB的悄況下不命中率隨Cache相聯(lián)度更化而芟化的曲線，并指明地址流文件名。相聯(lián)度對(duì)不命中率的影響(64K)1632相聯(lián)度t—川?din-*-ccl,dinaeg.dinspice.din—*-tex?din00%50%常<41娟be0.50%0.00%相聯(lián)度(6)根據(jù)該摸擬結(jié)果，你能得出什么結(jié)論？售：增大相聯(lián)度在一定范圍內(nèi)同樣也能降低不命中率，不過(guò)對(duì)比不同Cache容量的兩個(gè)圖可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)Cache容量足夠大時(shí)，其改善也交得越發(fā)不明顯了。3、Cache塊大小對(duì)不命中率的形響用鼠標(biāo)單擊“復(fù)位”按鈕，把各參數(shù)設(shè)置為默認(rèn)值。選擇一個(gè)地址流文件。選擇不同的Cache塊大小,包括16B、32B、64B、128B和256B。對(duì)于Cache的各種容量,包括2KB.8KB.32KB、64KB、128KB和512KB。分別執(zhí)行模擬器，然后在下表中記錄各種惰況下的不命中率。塊大小(B)Cache容量(KB)28321285121612.025.791.860.950.71329.874.481.420.600.42649.364.031.200.430.2712810.494.601080.350.2025613.455.351.190.340.16地址流文件名：all.din

塊大小(B)Cache容量(KB)28321285121612.025.791.860.950.71329.874.481.420.600.42649.364.031.200.430.2712810.494601.080.350.2025613.455.351.190.340.16地址流文件名：ccl.din塊大小(B)Cache容量(KB)2321285121612.025.791.860.950.71329.874.481.420.600.42649.364.031.200.430.2712810.494.601.080.350.2025613.455.351.190.340.16地址流文件名：ug.din塊大小(B)Cache容量(KB)28321285121612.795.741.140.520.423210.884.620.990.320.246410.414.350.890.220.1512811.364.500.780.170.1025613.735.150.990.150.06地址流文件名：spicc.din塊大小(B)Cache容量(KB)2832128512163.170.640.390.320.29323.430.580.230.180.15644.180.730.180.120.071286.442.630.180.100.0425610.003.270.270.130.02地址流文件名：tcx.din(4)分析Cache塊大小對(duì)不命中率的影響。售：對(duì)于給定的Cache容量，當(dāng)塊大小開(kāi)始增加時(shí)，不命中率開(kāi)始下降，但是有些悄況到后來(lái)反而上升了。說(shuō)明增加塊大小會(huì)產(chǎn)生雙重作用。4、替換算法對(duì)不命中率的彩吶用鼠標(biāo)單擊“復(fù)位”按鈕，把各參數(shù)造置為默認(rèn)值。選擇地址流文件all.din。對(duì)于不同的替換算法、Cache容量和相聯(lián)度，分別執(zhí)行棋擬器，然后在下中記錄各種情況下的不命中率。塊大小(B)Cache容雖:(KB)2832128512163.170.640.390.320.29323.430.580.230.180.15644.180.730.180.120.071286.442.630.180.100.0425610.003.270.270.130.02alru和隨機(jī)替換法的不命中率的比較分析