计算机系统结构课程计算机系统结构课程实验报告2010 2010 ——————2011 2011 2011 学年学年学年第 2 2 学期学期学期实验二：存贮层次模拟器学时：学时：22学时实验类型：（综合（综合//设计）：设计 一、实验目的与要求使学生清楚认识cache-主存层次结构，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。
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。
书。
二、实验内容在模拟器上实现在任意地址流下求出在在模拟器上实现在任意地址流下求出在 Cache Cache Cache—主存存贮层次上的命中率。
—主存存贮层次上的命中率。
—主存存贮层次上的命中率。
三、实验步骤1．Cache Cache—主存：—主存：映像方式可以选择全相联、直接映象、组相联方式；替换算法一般使用LRU算法。
算法。
2．要求主存容量、．要求主存容量、Cache Cache 大小、块大小以及组数等可以输入修改。
大小、块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。
．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。
．要有简洁、易于操作的界面。
四、代码#include <stdio.h> #include <string.h> typedef struct CMemory4 { int gm;//组号组号组号int bm; }; CMemory4 mem4[50]; typedef struct CCach4 { int gc; int bc; int cc; int bs; }; CCach4 cac4[50]; int a2[10][20],b2[10][20]; void inputmem2(int m_num,int group) //输入输入 { int i,t=0,nn=0; for(i=0;i<m_num;) { for(int j=0;j<group;j++) { if(i>=m_num) { break; } printf("第%d块",i); scanf("%d",&nn); mem4[i].bm=nn; mem4[i].gm=nn%group; i++; } } } void initcac2(int ilen,int group) // { int i=0,j=0; for(i;i<group;i++) { for(j;j<ilen/group;j++) { //cac[j].gc=i;// cac4[j].bc=-1;// cac4[j].cc=0; cac4[j].bs=j; } } } void change2(int x,int y,int cnum) { for(int i=0;i<cnum;i++) { cac4[i].cc+=1; } a2[y][x]=cac4[y].bc; b2[y][x]=cac4[y].cc; } void fdl(int cnum) { int tmp; tmp=cac4[0].bc; for(int i=0;i<cnum;i++) { cac4[i].bc=cac4[i+1].bc; } cac4[cnum-1].bc=tmp; } float steadcac2(int tt,int c_num,int j,float h,int i,int g,int group) { float sc=h; int fi=1,fj;//判断是否装满的标记判断是否装满的标记判断是否装满的标记for (int jj=0;jj<c_num;jj++)//判断cache中是否装满中是否装满 { if(jj%group==g&&cac4[jj].bc==-1) { fi=0;//没有装满没有装满fj=jj; break; } } if(fi==0)// 未装满未装满{ cac4[fj].bc=tt;//装入Cache中printf("块%d装入%d组%d块号\n",tt,g,cac4[fj].bs); } else //装满装满装满{ int m=0; for(m;m<c_num;m++) { if(tt==cac4[m].bc) { printf("块%d命中%d组%d块号\n",tt,g,cac4[m].bs); sc=sc+1;//命中命中break; } } if (m==c_num) { fdl(c_num);//FIFO替换，把进队较早的替换掉替换，把进队较早的替换掉cac4[0].bc=tt; printf("块%d替换%d组%d块号\n",tt,g,cac4[m].bs); } } return sc; } bool compare2(int m_num,int c_num,int group) { float sc=0; int sm=0,max,j=0,gm,gc,gt=0,tt,bm; for(int i=0;i<m_num;i++)//内存单元内存单元内存单元{ for(j=0;j<c_num; j++) { gm=mem4[i].gm; gc=j%group; bm=mem4[i].bm; if(gm==gc)//检查组号相等检查组号相等{ if(cac4[gt].bc==bm) { sc=sc+1;//命中命中printf("块%d命中%d组%d块号!\n",bm,gc,cac4[gt].bs); } else { if(j==0) { gt=0; } else { gt++; } sc=steadcac2(bm,c_num,gt,sc,i,gc,group); } sm++; if(gt>=c_num/group) { gt=0; } break; } } } printf("命中率：H=%.2f\n",sc/sm); return 1; } void Flink()// { int m_num,c_num,group; printf("请输入内存大小:"); scanf("%d",&m_num); printf("请输入Cache大小:"); scanf("%d",&c_num); printf("请输入组数:"); scanf("%d",&group); inputmem2(m_num,group); initcac2(c_num,group); // compare2(m_num,c_num,group); } 结果截图：结果截图：。
