計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)四：Cache性能分析.doc

計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)四：Cache性能分析 ，計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)經(jīng)典課件。
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實(shí)驗(yàn)四 Cache性能分析 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1.加深對(duì)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.了解Cache的容量、相聯(lián)度、塊大小對(duì)Cache性能的影響； 3.掌握降低Cache失效率的各種方法，以及這些方法對(duì)Cache性能提高的好處； 4.理解Cache失效的產(chǎn)生原因以及Cache的三種失效； 5.理解LRU與隨機(jī)法的基本思想，及它們對(duì)Cache性能的影響； 實(shí)驗(yàn)平臺(tái) SimpleScalar模擬器 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 1.運(yùn)行SimpleScalar模擬器； 2.在基本配置情況下運(yùn)行程序（請(qǐng)指明所選的測(cè)試程序），統(tǒng)計(jì)Cache總失效次數(shù) 、三種不同種類(lèi)的失效次數(shù)； 3.改變Cache容量（*2，*4，*8，*64），運(yùn)行程序（指明所選的測(cè)試程序），統(tǒng)計(jì)各 種失效的次數(shù)，并分析Cache容量對(duì)Cache性能的影響； 4.改變Cache的相聯(lián)度（1路，2路，4路，8路，64路），運(yùn)行程序（指明所選的測(cè)試 程序），統(tǒng)計(jì)各種失效的次數(shù)，并分析相聯(lián)度對(duì)Cache性能的影響； 5.改變Cache塊大�。�*2，*4，*8，*64），運(yùn)行程序（指明所選的測(cè)試程序），統(tǒng)計(jì) 各種失效的次數(shù)，并分析Cache塊大小對(duì)Cache性能的影響； 6.分別采用LRU與隨機(jī)法，在不同的Cache容量、不同的相聯(lián)度下，運(yùn)行程序（指 明所選的測(cè)試程序）統(tǒng)計(jì)Cache總失效次數(shù)，計(jì)算失效率。
分析不同的替換算 法對(duì)Cache性能的影響。
預(yù)備知識(shí) 1.SimpleScalar模擬器的相關(guān)知識(shí)。
詳見(jiàn)相關(guān)的文檔。
2.復(fù)習(xí)和掌握中相應(yīng)的內(nèi)容 （1（ 可以從三個(gè)方面改進(jìn)Cache的性能：降低失效率、減少失效開(kāi)銷(xiāo)、減少Cach e命中時(shí)間。
（2（ 按照產(chǎn)生失效的原因不同，可以把Cache失效分為三類(lèi)： ① 強(qiáng)制性失效（Compulsorymiss） 當(dāng)
第一次訪(fǎng)問(wèn)一個(gè)塊時(shí)，該塊不在Cache中，需從下一級(jí)存儲(chǔ)器中調(diào) 入Cache，這就是強(qiáng)制性失效。
這種失效也稱(chēng)為冷啟動(dòng)失效或首次訪(fǎng)問(wèn)失 效。
② 容量失效（Capacitymiss） 如果程序