大连理工大学计算机系统结构实验实验四.docx

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1、大连理工大学实验报告计算机系统结构实验实验四Caehe性能分析学院（系）:电子信息与电气工程学部专业：计算机科学与技术学生姓名：班级：学号：大连理工大学Da1ianUniversityOfTechno1ogy-实验四CaChe性能分析一、实验目的和要求(1)加深对Cache的基本概念、基本组织结构以氏基本工作原理的理解。(2)掌握Cache量、相联度、块大小对Cache性能的影响。(3) 掌握降低Cache不命中率的各种方法以氏这些方法对提高Cache性能的好处。(4) 理解1RU与随机法的基本思想以兀.它们对Cache性能的影勉。二、实验步骤与操作方法1、CaChe容量对不命中率的形响。(1

2、)启动MyCachco(2)用鼠标单击“复位”按钮，把各参数诛星为默认值。(3)选择一个地址流文件。方法：选择“访问地址”一“地址流文件”选项，然后单击“浏览”按钮，从本模拟器所在文件夹下的“地址流”文件夹中选取。(4)选择不同的CaChe容量*包括2KB、4KB、8KB、16KB、32KB、64KB128KB和256KB。分别执行模拟器(单击“执行到底”按钮即可执行)，然后在下嶷中记录各种侑况下的不金中率。Cache容量(KB)248163264128256tex3.432.720.580.390.230.180.180.16spice10.887.654.622.40.990.40.320

3、.3eg5.45.454.74.74.74.74.7cd14.2210.467.594.782.841.971.260.98不命中率a119.877.194.482.651.420.890.600.49丧不同容量下CaChe的不命中率以容量为攒坐标，画出不命中率CaChe容量变化而交化的曲线，并指明地址流文件名。Cache容量对不命中率的影响16.00%14.00%12.0010.00%8.006.00%4.002.00%0.00(6)根据该模拟结果，你能得出什么结论？售：随#Caehe容量的增大，不命中率降低，但是降低的幅度由较大差别，CaChe春量足够大以后，不命中率降到一走程度以后，降低

4、效果不再明显。2.相联度对不命中率的彩响(1)用鼠标单击“复位”按钮，把各参数诛昼为默认值。此时的CaChe容量为64KB。(2)选择一个地址流文件。(3)选择不同的CaChe相联度，包括2路、4路、8路、16路和32路。分别执行模拟器，然后在下表中记录各种情况下的不命中率。相联度124X1632A110.890.530.470.450.440.44Cd1.971.150.990.930.920.91Eg4.74.74.74.74.74.7Spice0.40.250.220.220.210.21tex0.180.150.150.150.150.15表当容量为64KB时，不同相联Cache的不命

5、中率(4)把CaChe的容量设置为256KB,重复(3)的工作，并填写下裘。相联度12481632A110.490.380.360.360.350.35Cd0.980.780.740.730.710.71Eg4.74.74.74.74.74.7Spice0.30.210.210.210.210.21tex0160.150.150.150.150.15当容量为256KB时，不同相联厦下Cache的不命中率以相联度为攒坐标，画出在64KB和256KB的悄况下不命中率随CaChe相联度更化而芟化的曲线，并指明地址流文件名。相联度对不命中率的影响(64K)5.00%4.50%4.00%3.50%3.0

6、0%2.50%2.00%1.501.00%0.50%0.00%JtJ11dinJ*-cc1,dinaeg.-dinspice.din-*-texdin48If12相联度6相联度对不命中率的影响(265K)(6)根据该摸拟结果，你能得出什么结论？售：增大相联度在一定范围内同样也能降低不命中率，不过对比不同CaChe容量的两个图可以发现，当CaChe容量足够大时，其改善也交得越发不明显了。3、CaChe块大小对不命中率的形响(1)用鼠标单击“复位”按钮，把各参数旋置为默认值。(2)选择一个地址流文件。选择不同的CaChe块大小,包括16B、32B、64B、128B和256B。对于CaChe的各种容

7、量，包括2KB.8KB.32KB、64KB、128KB和512KB。分别执行模拟器，然后在下表中记录各种惰况下的不块大小(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命中率。地址流文件名：a11.din块大小(B)Cache容量(KB)28321285121612.025.791.860.950.71329.874.481.420.600.42649.364.031.

8、200.430.2712810.494601.080.350.2025613.455.351.190.340.16地址流文件名：cc1.din块大小(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块大小(B)Cache容量(KB)28321285121612.795.741.140.520.423210.884.620.990.320.2464

9、10.414.350.890.220.1512811.364.500.780.170.1025613.735.150.990.150.06地址流文件名:spicc.din块大小(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分析CaChe块大小对不命中率的影响。售：对于给定的CaChe容量，当块大小开始增加时，不命中率开始下降，但是有些悄况到后

10、来反而上升了。说明增加块大小会产生双重作用。4、替换算法对不命中率的彩呐(I)用鼠标单击“复位”按钮，把各参数造置为默认值。(2)选择地址流文件a11.din。(3)对于不同的替换算法、CaChe容量和相联度，分别执行棋拟器，然后在下中记录各种情况下的不命中率。块大小(B)Cache容虽:(KB)2832128512163.170.640.390.320.29323.430.580.230.180.15644.180.730.180.120.071286.442.630.180.100.0425610.003.270.270.130.02a1RU和随机替换法的不命中率的比较(4)分析不同的替换算法对Cache不命中率的彩响C各：在CaChe容量较小时用1RU替换算法明显比随机算法的不命中率低，而随着CACHE容量的增大，不同替换算法造成的不命中率差异不明显三、实验结果与分析实验结杲和分析详见第二部分，实验步骤与操作方法。四、讨论、建议、质疑感谢您的支持与配合，我们会努力把内容做得更好！