一.實驗目的
(1)加深對Cache的基本概念、基本組織結構以及基本工作原理的理解。
(2)掌握Cache容量、相聯度、塊大小對Cache性能的影響。
(3)掌握降低Cache不命中率的各種方法以及這些方法對提高Cache性能的好處。
(4)理解LRU與隨機法的基本思想以及它們對Cache性能的影響。
二、實驗內容和步驟
1、啓動CacheSim。
2、根據課本上的相關知識，進一步熟悉Cache的概念和工作機制。
Cache出現：
I/O設備訪問主存請求級別高於CPU訪存，在多體並行存儲系統出現，使得CPU等甚多至幾個主存週期，效率降低；所以在CPU於主存之間加一級緩存，先將CPU要取的信息提前送至緩存，CPU可直接從緩存中讀取信息；
3、依次輸入以下參數：Cache容量、塊容量、映射方式、替換策略和寫策略。
4、讀取cache-traces.zip中的trace文件。
5、運行程序，觀察cache的訪問次數、讀/寫次數、平均命中率、讀/寫命中率。
思考：
1、Cache的命中率與其容量大小有何關係？
Cache 的容量與塊長是影響cache效率的重要因素；
Cache 容量越大，其CPU命中率就越高，當然容量過大，增加成本，而且cache容量達到一定值時， 命中率已不因容量的增加而又明顯的提高；
2、Cache塊大小對不命中率有何影響？
Cache 當塊由小到大，在已被訪問字的附近，近期也可能訪問，增大塊長，可將更多有用字存入緩存，提高命中率；但是繼續增大塊長，命中率可能下降，因爲所裝入緩存的有用數據反而少於被替換掉的有用數據，由於塊長增大，塊數減少，裝入新的塊要覆蓋舊塊，很可能出現少數塊剛裝入就被覆蓋，故命中率可能下降；
3、替換算法和相聯度大小對不命中率有何影響？
替換算法中:LRU算法的平均命中率比FIFO的高
LRU算法比較好地利用訪存局部性原理，替換出近期用得最少的字塊，它需要隨時記錄cache 各個字塊使用情況。FIFO不需要記錄各個字塊的使用情況，比較容易實現開銷小，但是沒有根據訪存的局部性原理，最早調入的信息可能以後還要用到，或經常用到例如循環程序；
Cache 容量一定時，隨着相聯度的不斷增加，不命中率漸漸減小，但是當相連度增加到一定程度時，不命中率保持不變；
三：實驗結果分析
Cache的命中率與其容量大小的關係
將所有測試的數據繪製成折線圖，更清晰的展現，如下
Cache塊大小對不命中率的影響
替換算法對命中率影響數據分析
FIFO
LRU
Random
相關度大小對命中率的影響
*折線圖
四.實驗心得
有實驗指導書可知，實驗所需要知識點是高速緩衝存儲器第四章的基礎內容，然後由書中學習了cache發展歷程,基本工作原理；
對實驗所需要的重點名詞，進行了理解；命中率，訪問效率，平均訪問時間例題進行了理解，從而分析了Cache容量，相關度，塊大小，替換算法對命中率的影響；
因爲LRU 、FIFO 、RANDOM替換算法對命中率也有這一些影響；
看了主存地址映射：有直接映射，全相連映射，感覺有一些迷糊了；
不是太容易理解了，然後百度搜了一些相連度大小對命中率影響，然後運用CacheSim模擬器，僅僅從一個數值中值看出來簡單的變化；
但是並不能看出有什麼規律；然後把它們用excel做成折線圖，發現其中存在的規律；
然後翻閱書籍；解釋爲什麼會存在着現象；這種實踐讓在學習知識點的過程中，更加有說服性了；