計算機(jī)組成原理實驗報告一

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 計算機(jī)組成原理實驗報告學(xué)院（系）： 軟件學(xué)院 專 業(yè)： java技術(shù)應(yīng)用 班 級： java1班 學(xué) 號： 姓 名： 王浩 2015年 10月 17 日實驗1 Cache模擬器的實現(xiàn)一.實驗?zāi)康?1)加深對Cache的基本概念、基本組織結(jié)構(gòu)以及基本工作原理的理解。(2)掌握Cache容量、相聯(lián)度、塊大小對Cache性能的影響。(3)掌握降低Cache不命中率的各種方法以及這些方法對提高Cache性能的好處。(4)理解LRU與隨機(jī)法的基本思想以及它們對Cache性能的影響。 二實驗內(nèi)容和步驟1、啟動CacheSim。2、根據(jù)課本上的相關(guān)知識，進(jìn)一步熟悉Cache的概念

2、和工作機(jī)制。3、依次輸入以下參數(shù)：Cache容量、塊容量、映射方式（1代表 直接映射；2代表 組相聯(lián)映射；3代表 全相聯(lián)映射）、替換策略（1 代表先進(jìn)先出方法；2 代表近期最少使用方法；3 代表最不經(jīng)常使用方法）和寫策略。4、讀取cache-traces.zip中的trace文件。5、運(yùn)行程序，觀察cache的訪問次數(shù)、讀/寫次數(shù)、平均命中率、讀/寫命中率。思考：1、Cache的命中率與其容量大小有何關(guān)系？ 2、Cache塊大小對不命中率有何影響？ 3、替換算法和相聯(lián)度大小對不命中率有何影響？實驗結(jié)果分析：1.改變cache容量和塊大小對命中率的影響：（1）改變塊容量：（2）改變cache容量

3、：F:計算機(jī)組成原理實驗指導(dǎo)書Cache-tracesswim.trace一：組相連映射（組中8塊）1：先進(jìn)先出2：LRU3：隨機(jī)二：組相連映射（組中32塊）1：先進(jìn)先出2：LRU3：隨機(jī)三：組相連映射（組中64塊）1：先進(jìn)先出2：LRU3：隨機(jī)全相連映射：先進(jìn)先出全相連映射：近期最少使用全相連映射：隨機(jī)組數(shù)Cache容量塊容量映射方式組中塊數(shù)替換策略Cache訪問次數(shù)讀次數(shù)寫次數(shù)平均命中率讀命中率寫命中率第一組4KB1B直接映射8252588.879%95.0967%72.2533%第二組4KB32B直接映射8252594.6671%96.1861%90.6053%第三組4KB64B直接映射

4、8252594.081%94.4269%93.156%第四組4KB128B直接映射8252592.549%92.1434%93.6334%第五組64KB32B直接映射8252597.7707%99.6166%92.8349%第六組128KB32B直接映射8252597.841%99.6819%92.9185%第七組64KB32B組相連映射818252512.7582%9.77215%20.7428%第八組64KB32B組相連映射828252597.8647%99.7023%92.9512%第九組64KB32B組相連映射848252597.7922%99.6212%92.9015%第十組64KB

5、32B組相連映射3218252514.4739%11.2354%23.1336%第十一組64KB32B組相連映射3228252597.8657%99.7036%92.9512%第十二組64KB32B組相連映射3248252597.7968%99.623%92.9137%第十三組64KB32B組相連映射6418252516.8305%12.6724%27.9491%第十四組64KB32B組相連映射6428252597.8657%99.7036%92.9512%第十五組64KB32B組相連映射6448252597.7806%99.6044%92.904%第十六組8KB64KB全相連映射182525

6、36.4095%30.816%51.3663%第十七組8KB64KB全相連映射28252598.6652%99.598%96.1709%第十八組8KB64KB全相連映射48252598.0834%98.9704%95.7116%結(jié)論：1：當(dāng)其他變量不變時，塊數(shù)增大，平均命中率由高變低，讀命中率由高變低，寫命中率由低變高，由下圖知：Cache容量塊容量平均命中率讀命中率寫命中率4KB1B88.879%95.0967%72.2533%4KB32B94.6671%96.1861%90.6053%4KB64B94.081%94.4269%93.156%4KB128B92.549%92.1434%93.

7、6334%Cache容量塊容量平均命中率讀命中率寫命中率4KB32B94.6671%96.1861%90.6053%64KB32B97.7707%99.6166%92.8349%128KB32B97.841%99.6819%92.9185%2：當(dāng)其他變量不變時，cache容量變大，平均命中率、讀命中率和寫命中率都將由低變高，由上圖知：3：再組映射中，其他變量不變，組中塊數(shù)一樣時LRU（近期最少使用算法）的平均命中率、讀命中率和寫命中率最大，F(xiàn)IFO（先進(jìn)先出算法）次之，隨機(jī)的最小，由下圖知：映射方式組中塊數(shù)替換策略平均命中率讀命中率寫命中率組相連映射8112.7582%9.77215%20.7

8、428%組相連映射8297.8647%99.7023%92.9512%組相連映射8497.7922%99.6212%92.9015%4：再組映射中，其他變量不變，組中塊數(shù)增大時，在FIFO算法下平均命中率、讀命中率和寫命中率逐漸增大；在LRU算法下塊數(shù)增多時平均命中率、讀命中率和寫命中率達(dá)到逐漸相等；在隨機(jī)算法下，組中塊數(shù)增大時，平均命中率、讀命中率和寫命中率先增大后減小，由下圖知：映射方式組中塊數(shù)替換策略平均命中率讀命中率寫命中率組相連映射8112.7582%9.77215%20.7428%組相連映射32114.4739%11.2354%23.1336%組相連映射64116.8305%12.

9、6724%27.9491%組相連映射8297.8647%99.7023%92.9512%組相連映射32297.8657%99.7036%92.9512%組相連映射64297.8657%99.7036%92.9512%組相連映射8497.7922%99.6212%92.9015%組相連映射32497.7968%99.623%92.9137%組相連映射64497.7806%99.6044%92.904%5: 在全映射中，其他變量不變，LRU（近期最少使用算法）的平均命中率、讀命中率和寫命中率最大，隨機(jī)算法次之，F(xiàn)IFO（先進(jìn)先出算法）的最小，由下圖知：映射方式替換策略平均命中率讀命中率寫命中率全相連映射136.4095%30.816%51.3663%全相連映射298.6652%99.598%96.1709%全相連映射498.0834%98.9704%95.7116%6：cache的訪問次數(shù)、讀次數(shù)和寫次數(shù)固定不變（因為在同一個.trace文件下）。F:計算機(jī)組成原理實驗指導(dǎo)書Cache-tracesswim.trace4. 實驗心得 通過此次實驗，我進(jìn)一步加深了對Cache的基本概念、基本組織結(jié)構(gòu)以及基本工作