下载后可任意编辑计算机系统结构实验报告名 称： Cache 性能分析学 院： 信息工程姓 名： 陈 明学 号： S121055专 业： 计算机系统结构年 级： 研 一下载后可任意编辑实验目的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. 了解 Cache 的容量、相联度、块大小对 Cache 性能的影响；3. 掌握降低 Cache 失效率的各种方法，以及这些方法对 Cache 性能提高的好处；4. 理解 Cache 失效的产生原因以及 Cache 的三种失效；5. 理解 LRU 与随机法的基本思想，及它们对 Cache 性能的影响；实验平台Vmware 虚拟机，redhat 9.0 linux 操作系统，SimpleScalar 模拟器实验步骤1. 运行 SimpleScalar 模拟器；2. 在基本配置情况下运行程序（请指明所选的测试程序），统计 Cache 总失效次数、三种不同种类的失效次数；3. 改变 Cache 容量（*2，*4，*8，*64），运行程序（指明所选的测试程序），统计各种失效的次数，并分析 Cache 容量对 Cache 性能的影响；4. 改变 Cache 的相联度（1 路，2 路，4 路，8 路，64 路），运行程序（指明所选的测试程序），统计各种失效的次数，并分析相联度对 Cache 性能的影响；5. 改变 Cache 块大小（*2，*4，*8，*64），运行程序（指明所选的测试程序），统计各种失效的次数，并分析 Cache 块大小对 Cache 性能的影响；6. 分别采纳 LRU 与随机法，在不同的 Cache 容量、不同的相联度下，运行程序（指明所选的测试程序）统计 Cache 总失效次数，计算失效率。分析不同的替换算法对 Cache 性能的影响。预备知识1. SimpleScalar 模拟器的相关知识。详见相关的文档。2. 复习和掌握教材中相应的内容（1）可以从三个方面改进 Cache 的性能：降低失效率、减少失效开销、减少 Cache 命中时间。（2）根据产生失效的原因不同，可以把 Cache 失效分为三类：① 强制性失效（Compulsory miss）当第一次访问一个块时，该块不在 Cache 中，需从下一级存储器中调入 Cache，这就是强制性失效。这种失效也称为冷启动失效或首次访问失效。下载后可任意编辑② 容量失效（Capacity miss）假如程序执行时所需的块不能全部调入 Cache 中，则当某些块被替换后，若又重新被访问，就会发生失效。这种失效称为容量失效。③ 冲突失效（Conflict miss）在组相联或直接映象 Cache 中，若太多的块映象到同一组（块）中，则会出现该...
