计算机体系结构实验报告

程序执行时钟周期数 46,流水线中的暂停时钟周期8 由此可见增加功能部件数目之后,性能并没有提高 减少功能部件延迟之后,性能得到了显著的提高。

(2)记录运行记分牌算法时的功能部件状态表和指令状态表;

(3)记录运行Tomasulo算法时的指令状态表和保留站信息;

实验四 Cache 性能分析

一.实验目的

1. 加深对 Cache 的基本概念、基本组织结构以及基本工作原理的理解; 2. 掌握 Cache 容量、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及这些方法对提高Cache 性能的好处; 4. 理解 LRU 与随机法的基本思想以及它们对Cache 性能的影响。

二.实验平台

Cache 模拟器MyCache

三.预备知识

MyCache 模拟器使用方法

1. 启动模拟器:用鼠标双击MyCache.exe。

2. 系统会打开一个操作界面。该界面的左边为设置模拟参数区域,右边为模拟结果显示区 域。如图 1 所示。

3. 可以设置的参数包括:是统一Cache 还是分离Cache,Cache 的容量,块大小,相联度, 替换算法,预取策略,写策略,写不命中时的调块策略。可以直接从列表里选择。

4. 访问地址可以选择来自地址流文件,也可以选择手动输入。如果是前者,则可以通过点 击“浏览”按钮,从模拟器所在文件夹下面的“地址流”文件夹中选取地址流文件(.din 文 件),然后进行执行。执行的方式可以是步进,也可以是一次执行到底。如果选择手动输入, 就可以在“执行控制”区域中输入块地址,然后点击“访问”按钮。系统会在界面的右边显 示访问类型、地址、块号以及块内地址。 5. 模拟结果包括:

(1)访问总次数,总的不命中次数,总的不命中率; (2)读指令操作的次数,其不命中次数及其不命中率; (3)读数据操作的次数,其不命中次数及其不命中率; (4)写数据操作的次数,其不命中次数及其不命中率; (5)手动输入单次访问的相关信息。

图 1 MyCache 模拟器的操作界面示意图

四.实验内容及结果

1. Cache 容量对不命中率的影响 1)启动 MyCache。

2)用鼠标点击“复位”按钮,把各参数设置为默认值。

3)选择一个地址流文件。方法:选择“访问地址”下的“地址流文件”选项,然后点击“浏 览”按钮,从本模拟器所在的文件夹下的“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,64KB,128KB,256KB,

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