cache和程序访问的局部性

1、实验项目六:cache和程序访问的局部性、实验目的：通过实际程序的执行结果，了解程序访问的局部性对带有cache的计算机系统性 能的影响。二、实验要求：1 在以下程序中，修改或添加必要的语句(如添加计时函数等)，以计算和打印 主体程序段(即for循环段)的执行时间。分别以m= 10、n=100000 ; m= 1000、 n= 1000 ; m= 100000、n=10;执行程序a和程序b ,以比较两种for循环段执行时间 的长短。下列程序中给出的数组a是局部临时变量，分配在栈中，也可改用静态全局变量，或 在堆中动态申请空间。不薛段aassign-array-rows()short amn;

2、for(i=0;ivm;i+ + )for(j=0;jvn;j + + )aij = 0;程序段bassign-array-cols()intij;short amn;for(j=0;ivn;j+ + )for(i=0;i<m;i+ + )三、实验报告：1-(1)给出源程序(文本文件)和执行结果。# include<stdio.h>#include<time.h># in clude< windows.h># define m 1000# define n 1000void rows()short amn;for(i=0;i<m;i+ + )fo

3、r(j=0;jvn;j+ + )aij = o;void cols()short amn;for(j=0;jvm;j+ + )for(i=0;i<n;i+ + )aij = o;void main(二iimetstar!row0sioprowssiarico-0stopco-s 八ss-nrows2me( null) ume()fll>®2 四罟專画、mme(null)»册 2 剖3s、画rows()八sioprowsh iime( null)-pri2.f2h0®as)5f迪專画-%_dj(sioprowsss-rirows 三ss-rico-shi

4、 i m e( null)-c2s()八sopco-shiime(nullpri2.f2wd5®b3亠ws3画-%_d(siopco_sss-rtco_s)八4®烤印常淞e涉ovoid main()亠large一 nteger 二 j2 jcj3 j4 jcnquery perormancefrequency(qoo)y/ms4wb-e«query peromancecoun(dr(sl) -/'slqi®四鲫»涮斗3跚sfirows)query performancecouncdm &sy、浮牺®l75wj?5n硼施

5、冊斗stlsbpri2.f2u®a use time%r5(i2.quadpari -二quadpa3*.0、o.quadpaa八 queryperformancefrequency(sc2)八queryperformancecounter(&i3)-co-s()八query perormancecou2.er(s4printf(”程序段 b use time:%fnu,(t4.quad part -13.quadpart)* 1.0/tc2.quadpart);m二10, n=100000ooai memoers n mainm二1000， n=1000ct1 .jj： d

6、ebngh. exe*程序段a use008813程序段b use time 二0.007630 puess any key to continuem二10000, n=10m二10000, n二10000(2)对实验结果进行分析z说明局部数据块大小、数组访问顺序等和执行时间之间的程序运行时间程序a(先行后列)程序b(先列后行)m=10 f n= 100000.000618m= 1000 , n= 10000.0063440,012783m=10000 z n=100.0088130.007630局部数据块主存块大可以充分利用程序访问的空间局部性特点，使得一个比较大 的局部空间被一起调到cac

7、he中，因而可以增加命中机会。但主存块不能太大，主要 原因有两个:a.块大使得缺失损失更大，因而需花费更多的时间从主存块读一个较大 的块；b.块大则cache行数变小，因而替换的可能性增加，导致命中的可能性变小。数组访问顺序:因为数组在存储器中是按行存储，所以数组的访问顺序对程序执 行效率有影响;且总体上先行后列能提朗呈序运行效率,因为由程序的局部性原理能 提高cache命中率”减少访存时间。(3 )分析说明数组a分配在静态存储区、堆栈和栈区，对for循环段的执行效率有没 有影响。有影响。由上述分析可知在先行后列访问情况下，m,n三种取值中程序运行 时间都是当在静态数据分配时运行时间小，执行效率高，而在