计算机系统结构课程实验报告2012—2013 学年第 1 学期学生姓名：学生班级：2011179学生学号：**********师：***教研室：计算机系统结构教研室2012年10月23日实验二：存贮层次模拟器一、实验目的与要求使学生清楚认识虚拟存贮层次结构，熟练掌握常用的几种存储地址映象与变换方法，以及FIFO、LRU等替换算法的工作全过程。
要求用程序实现任意地址流在存储层次上的命中情况，实验结束后提交源程序和实验说明书。
二、实验内容在模拟器上实现在任意地址流下求出在cache-主存—辅存三层存贮层次上的命中率。
三、实验步骤1．主存-辅存：映像方式可以选择组相联方式；替换算法可以使用LRU算法和FIFO算法。
2．要求主存容量、页大小以及组数等可以输入修改。
3．求出命中率；显示替换的全过程；任选一种高级语言来做。
4．要有简洁、易于操作的界面。
四、程序源代码#include<stdio.h>#include<string.h>#include <iostream.h>struct Fu{int gh;//组号int gnh;//组内块号int kd;//块内地址};Fu c[50];int count[50];//计数器int d[50];//地址流int Groupfind(int mainAddr,int FuSize,int bsINg){return mainAddr%FuSize/bsINg;}void InitFu(int bsINg,int FuSize){for(int i=0;i<FuSize;i++){c[i].kd=-1;//块内地址初始化为-1c[i].gnh=i%bsINg;//组内块号初始化为c[i].gh=i/bsINg;//组号count[i]=0;}int Find(int gh,int bsINg){int index=0+gh*bsINg;int max=count[index];for(int i=0+gh*bsINg;i<0+gh*bsINg+bsINg;i++){if(count[i]>max){max=count[i];index=i;}}return index;}int IsFull(int gh,int bsINg){for(int i=0+gh*bsINg;i<0+gh*bsINg+bsINg;i++){if(c[i].kd==-1)return i;}return -1;}void AddCount(int gh,int bsINg){for(int i=0+gh*bsINg;i<0+gh*bsINg+bsINg;i++)if (c[i].kd!=-1){count[i]++;}}int IsShoot(int mainAddr,int gh,int bsINg){for(int i=0+gh*bsINg;i<0+gh*bsINg+bsINg;i++)if (c[i].kd==mainAddr){return i;}return -1;}void LRU1(int mainAddr,int groups,int FuSize,char* src,int type,int bsINg,double &shoot)//kd地址流中的一个，int gh=Groupfind(mainAddr,FuSize,bsINg);//找到组号int i=-1;int j=-1;i=IsShoot(mainAddr,gh,bsINg);j=IsFull(gh,bsINg);if (i!=-1)//命中{//命中if(type==0){AddCount(gh,bsINg);count[i]=0;}c[i].kd=mainAddr;strcpy(src,"命中");shoot++;return;}if (j!=-1)//调进{AddCount(gh,bsINg);count[j]=0;c[j].kd=mainAddr;strcpy(src,"调进");return;}int k;k=Find(gh,bsINg);AddCount(gh,bsINg);count[k]=0;c[k].kd=mainAddr;strcpy(src,"替换");}void DisplayTitle(){cout<<"辅存-主存映像关系组相联方式"<<endl;}void Display(char* src,int cl){for (int i=0;i<cl;i++){cout<<c[i].kd<<"\t";cout<<src<<endl;}void DisplayHead(int cl){for (int i=0;i<cl;i++){cout<<i<<"\t";}cout<<endl;}void main(){char src[5];int type;int g,cl;int bsINg;int MainSize;int addr;int i=0;double shoot=0;DisplayTitle();cout<<"选择LRU（0）or FIFO（1）：";cin>>type;cout<<"输入辅存大小：";cin>>MainSize;cout<<"输入主存大小：";cin>>cl;cout<<"输入组数：";cin>>g;bsINg=cl/g;cout<<"输入地址流(以-1结束):";cin>>addr;while(addr!=-1){d[i++]=addr;cin>>addr;}InitFu(g,cl);DisplayHead(cl);for (int j=0;j<i;j++){LRU1(d[j],g,cl,src,type,bsINg,shoot);Display(src,cl);cout<<"命中率："<<shoot/i<<endl;}四、实验截图1、当替换算法采用FIFO，主存的组数为1，则结果如下图所示：2、当替换算法采用LRU，主存的组数为1，则结果如下图所示：3、当替换算法采用FIFO，主存的组数为2，则结果如下图所示：4、当替换算法采用FIFO，主存的组数为2，则结果如下图所示：五、实验总结通过本次实验我搞清楚了虚拟存贮层次结构，掌握了常用的几种存储地址映象与变换方法，以及FIFO、LRU等替换算法的工作全过程。
