体系结构试验报告(cache存储过程)

体系结构实验报告实验目的通过程序，模拟cache存储过程，并通过控制变量法模拟分析Cache性能实验步骤：我们要通过老师所给程序进行模拟，并通过操作系统试验中老师所给算法生成出project.txt，并通过project.txt里面的数据来模拟程序的局部性等特性。一、 实验结果1、 比较关联方式，控制blockSize, CacheSize不变：（1）、Direct_mapped：(2)、Set_associate:(3) 、Fully_associate通过上述三个比较可以看出，各种映射有自己的优点。但是不难看出，增大关联度会减小miss rate，但是增加到一定程度又会有抑制作用。2.比较Cache大小对于性能的影响。（1）、Direct_mapped，Cache容量为64时：（2）、Direct_mapped，Cache容量为128时：（3）、Direct_mapped，Cache容量为256时：对比实验结果，不难发现，随着Cache容量的增加，Cache的命中率一直在提升。分析原因发现，虽然Cache容量大了，但并不等于其预存的内容增多，所以命中率会上升。3、比较Cache大小对于性能的影响。（1）、Direct_mapped，关联度为1时：（2）、Direct_mapped，关联度为2时：（3）、Direct_mapped，关联度为4时：（4）、Direct_mapped，关联度为8时：（5）、Direct_mapped，关联度为16时：可以看出，随着关联度的提高，命中率也有所增加。4、比较block Number对于Cache性能影响。（1）、Direct_mapped， block number为1时：（2）、Direct_mapped， block number为2时：（1）、Direct_mapped， block number为4时：通过以上三组数据不难看出，当block number增加时，命中率明显增高了。分析原因可知，这是由于程序局部性原理所造成的，当一次性多拿些附近的数据，会有效的预测为下次用到的。通过程序可以看出，这种方法会增加程序运行时间。习题：利用Cache模拟器CacheSimulator程序分析解决：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 references to the array and we assume that integers are words, what is the expected 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?截取实验结果屏幕，分析实验结果，写出实验报告和实验心得。1、当stride=132时：Cache容量大小为256B，每个块大小为16B，所以Cache blocks一共有16个。当访问array0和array132时，分别映射到Cache block第0个和第1个块，因为 (132/4)mod16=1。所以当第一次方位array0时，它会产生一次miss,并将其从memory中取出放入cache，第一次访问array132时也会产生一次miss，并将其从memory中取出放入cache。以后访问时都可从cache中找到，所以不论访问几次，都是2个miss。1、当stride=131时：分析：Cache容量大小为256B，每个块大小为16B，所以Cache blocks一共有16个。当访问array0和array132时，都将映射到Cache block第0个块，因为 (132/4)mod16=0。所以当第一次方位array0时，它会产生一次miss,将其从memory中取出存入cache，而当其第一次访问array131时又产生一次miss，又将memory中的存入到cache中，所以之后每次都会miss。实验总结：通过此次实