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计算机体系结构cache模拟器实验报告
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2022-12-13
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计算机体系结构cache模拟器实验报告
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______________________________________________________________________________________________________________
精品资料
计算机体系结构——
Cache 模拟器实验
实验报告
姓名
学号
班级 计科班
老师
2015 年 X 月 X 日
______________________________________________________________________________________________________________
精品资料
一、 阅读分析附件模拟器代码............................................................................................................2
1、关键参数 .............................................................................................................................2
2、关键算法 .............................................................................................................................3
二、 课后习题...........................................................................................................................................5
1、习题内容 .............................................................................................................................5
2、题目分析 .............................................................................................................................5
3、计算及结果.........................................................................................................................6
4、模拟器上实验结果检验..................................................................................................7
三、 整体分析...........................................................................................................................................8
1、三种映射方式对 Cache 效率的的影响 .......................................................................8
2、block 块大小与 Cache 容量对 Cache 效率的影响....................................................8
3、Cache 容量与相连度对 Cache 效率的影响................................................................9
4、三种失效类型影响因素..................................................................................................9
四、 实验思考和感受 ...........................................................................................................................10
1、关于模拟器的思考.........................................................................................................10
2、关于整个实验的思考 ....................................................................................................10
______________________________________________________________________________________________________________
精品资料
一、 阅读分析附件模拟器代码
1、关键参数
(1) 用户可见参数:(用户通过命令行输入参数)
参数名
含义
值
备注
choice
映像方式选项
1/2/3
1 为直接映射,2 为组相连映射,
3 为全相连映射
cachesize
Cache 大小
16/64/128/256
以字节为单位
blocksize
Block 大小
1/2/4
以字为单位
assoc
相连度
1/2/4/8/16
assoc 路组相连(n-way)
accesscount
请求次数
待输出
等于 project.txt 的值个数
hitcount
命中次数
待输出
成功在 Cache 找到次数
hitrate
命中率
待输出
HitRate= hitcount/accesscount
misscount
未命中次数
待输出
没在 Cache 找到次数
misscount = 1-hitcount
missrate
未命中率
待输出
MissRate= misscount/accesscount
c1c ,c2c ,c3c
失效次数
待输出
分别为三种失效类型的次数
(2)程序内部主要参数:(代码内部重要参数)
参数名
含义
计算
备注
blockinbyte
块的字节大小
=blocksize*4
每一个块占多少字节
NOofblock
块个数
=cachesize/blockinbyte
Cache 中多少个块
______________________________________________________________________________________________________________
精品资料
NOofset
组个数
=NOofblock/assoc
块分成了多少个组
bytearray[]
要访问的数据
的字节地址
=projec.txt 中的值
project.txt 文件数据赋给了
bytearray[]数组
wordaddress[]
要访问的数据
的字地址
=bytearray[j]/4
blocksize 是字为单位的,就是
说一个 block 占多少个字,所
以数据也要求字地址
blockaddress[]
数据的块地址
=wordaddress[]/blocksize
数据在第几块
index
索引位(组地址)
=blockaddress[j]%NOofset
若 Noofset=2^m,则块地址低
m 位为索引位(组地址)。
tag
标识位(组内
寻址)
=blockaddress[j]/NOofset
块地址高(32-m)位为标识位,
用于确定组内哪块数据,
newarray[index][z+1]中存放
*valid
有效位
有效为 1,失效为 0
判断该 cache 块数据是否有效
*是因为没有真正定义,只是
存放 newarray[index][z]中
lru[index][z]
最近未被使用
次数
每次加 1,被重写置 0
替换时,替换掉 lru[index][]值
最大的那个块
2、关键算法
注:这里不粘贴代码,只是进行简单的代码算法说明
(1) 块地址表示:
注:图是我按照自己的想法自己画的,可能有些地方并不准确,望老师指
正。图中以一个例子来解释 cache 模拟器中 block 和数据地址的关系,以
______________________________________________________________________________________________________________
精品资料
及和组地址和标志位的关系。
(2) Index 与 tag:
由上面计算: index = blockaddress % NOofset index = 16 % 8 = 2
tag = blockaddress / Noofset tag = 16/8 = 2
以上例,字地址 16 为例,写成二进制为 0001 0010 B,其中组数为 8,又
因为 2^3=8,所以字地址取后 3 位为:index = 010 B = 2 ,取前 29 位为:
tag = 0…0010 B = 2 。所以,算法与理论是一致的。
(3) Valid:
有效位。当通过上述方式寻址找到了数据存放的数据块,接下来判
断有效位:
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