Cache命中

简述影响Cache命中率的因素

摘要：

存储器是计算机的核心部件之一。由于CPU和主存在速度上的存在着巨大差异，现代计算机都在CPU和主存之间设置一个高速、小容量的缓冲存储器cache。Cache最重要的技术指标是它的命中率。本文简单讨论了影响Cache命中率的几个因素。

关键字：cache容量，块大小，替换算法，映射方式。

一、引言

在计算机技术发展过程中,主存储器存取速度一直比中央处理器操作速度慢得多，使中央处理器的高速处理能力不能充分发挥，整个计算机系统的工作效率受到影响。有很多方法可用来缓和中央处理器和主存储器之间速度不匹配的矛盾，如采用多个通用寄存器、多存储体交叉存取等，在存储层次上采用高速缓冲存储器也是常用的方法之一。很多大、中型计算机以及新近的一些小型机、微型机也都采用高速缓冲存储器。

高速缓冲存储器的容量一般只有主存储器的几百分之一，但它的存取速度能与中央处理器相匹配。根据程序局部性原理，正在使用的主存储器某一单元邻近的那些单元将被用到的可能性很大。因而，当中央处理器存取主存储器某一单元时，计算机硬件就自动地将包括该单元在内的那一组单元内容调入高速缓冲存储器，中央处理器即将存取的主存储器单元很可能就在刚刚调入到高速缓冲存储

简述影响Cache命中率的因素

摘要：

存储器是计算机的核心部件之一。由于CPU和主存在速度上的存在着巨大差异，现代计算机都在CPU和主存之间设置一个高速、小容量的缓冲存储器cache。Cache最重要的技术指标是它的命中率。本文简单讨论了影响Cache命中率的几个因素。

关键字：cache容量，块大小，替换算法，映射方式。

一、引言

在计算机技术发展过程中,主存储器存取速度一直比中央处理器操作速度慢得多，使中央处理器的高速处理能力不能充分发挥，整个计算机系统的工作效率受到影响。有很多方法可用来缓和中央处理器和主存储器之间速度不匹配的矛盾，如采用多个通用寄存器、多存储体交叉存取等，在存储层次上采用高速缓冲存储器也是常用的方法之一。很多大、中型计算机以及新近的一些小型机、微型机也都采用高速缓冲存储器。

高速缓冲存储器的容量一般只有主存储器的几百分之一，但它的存取速度能与中央处理器相匹配。根据程序局部性原理，正在使用的主存储器某一单元邻近的那些单元将被用到的可能性很大。因而，当中央处理器存取主存储器某一单元时，计算机硬件就自动地将包括该单元在内的那一组单元内容调入高速缓冲存储器，中央处理器即将存取的主存储器单元很可能就在刚刚调入到高速缓冲存储

Cache及其命中率于块长大小的关系

Cache的命中率H主要与如下几个因素有关：程序在执行过程中的地址流分布情况；当发生Cache块失效时，所采用的替换算法；Cache的容量；在组相联映象方式中，块的大小和分组的数目；所采用的Cache预取算法等。其中，地址流的分布情况是由程序本身决定的，系统设计人员一般无能为力。块替换算法，已经在上一节中已经介绍过。Cache预取算法将在下面的另外一节中专门介绍。以下，对影响Cache命中率的另外几个因素作简单的分析。

1、Cache命中率与容量的关系

Cache的命中率随它的容量的增加而提高，它们之间的关系曲线如图5.34所示。在Cache容量比较小的时候，命中率的提高得非常快，随着Cache容量的增加，命中率提高的速度逐渐降低。当Cache容量增加到无穷大时，命中率可望达到100％，但是，这在实际上是做不到的。 图 5.34 Cache命中率与容量的关系

在一般情况下，图5.34中的关系曲线可以近似地表示为H＝1－S－0.5。因此，当Cache的容量达到一定值之后，再增加Cache容量，命中率的提高很少。

2、Cache命中率与块大小的关系

在采用组相联映象方式的Cache

练习

1、 计算机主存容量8MB，分为4096个主存块，cache有64KB，请问 若按照采用直接映射方式。 1) cache有多少字块？

2) Cache的字块内地址为多少位 3) Cache的字块地址为多少位 4) 请写出该主存的地址格式

5）若按照全相联映射方式请写出该主存的地址格式 解答：

1）每字块大小为8MB/4096= 2KB ,cache有64KB，cache块的大小与主存的块大小一样，都为2KB，所以有64KB/2KB=32个块

2）Cache的字块与主存的字块一样大小都为2KB=211B，所以cache的字块内地址为11位

，

3）Cache有32块=25所以Cache的字块地址为5位

4）主存容量8MB=223B，主存地址为23位，按直接映射方式的地址格式

主存标志位 7位 Cache块号 5位 主存标志位 12位 块内地址 11位 块内地址 11位 5）按照全相联映射方式请写出该主存的地址格式

2、一个组相联高速缓存由64个字块组成，每个字块有256字节，分为8组，主存有4096个字块。请问：

1）主存地址有多少位

2）请写出主存地址的格式。 解答：

1） 主存容量为4096块*256字=220字，故主存地址为20位

实验1 Cache性能分析

1 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) 掌握Cache容量、相联度、块大小对Cache性能的影响。 (3) 掌握降低Cache

2 实验平台

采用MyCache模拟器。

MyCache模拟器的使用方法：

(1) 双击MyCache.exe，启动模拟器。 (2) 系统打开操作界面，如下图所示：

(3) 可以设置的参数包括Cache的容量、块大小、相联度、替换算法、预取策略、写策略、写不命中时的调块策略。可以直接从列表中选择。

(4) 访问地址可以选择来自地址流文件，也可以选择手动输入。如果是前者，则可以通过单击“浏览”按钮，从模拟器所在文件夹下的“地址流”文件夹中选取地址流文件（.din）文件，然后执行。执行得方式可以是单步，也可以选择一次执行结束。如果选择手动输入，就可以在“执行控制”区域中输入块地址，然后单击“访问”按钮。系统会在界面的右边显示访问类型、地址、块号以及块内地址。

3 实验内容和步骤

3.1 Cache容量对不命中率的影响

(1) 启动MyCache。

(2) 单击“复位”按钮，将各参数设置为默认值。

(3) 选择一个地址流文

篇一：过客

过客

世界上最远的距离不是生死相隔，而是你站在我面前，你却假装不认识我。人的一生就像一名匆匆而过的过客，匆匆地经过，装饰了其他人的生命。却只留下一缕轻烟般的痕迹，随岁月慢慢消逝。

当我认为我们足够熟悉，我微笑着迎上，为的仅仅是想打声招呼。没想到，你那面无表情的表情，让我明白，我只是你生命中的一个过客而已，仅仅而已！有时，我站在人生的路口，真的很迷惘。生是为了什么，死又是为了什么？为功？为名？为利？为禄？还是过客的一生就为了两样事-----寻找和等待。寻找什么？又等待什么？我不知道。带着<等待戈多>的苍凉，我悲哀地认为是寻找等待自己的过客，等待寻找着自己的过客。

我曾经有个梦想，就是有那么一天，我走在路上，微笑着和每个擦肩而过的过客打招呼。但这仅仅是梦想！网络是虚拟的，却又是真实的。在网上，我们才会忘掉过客的身份，忘掉自己要寻找的，要等待的。在QQ上，我们可以很热烈的聊天，仿佛是阔别的朋友。可在现实生活中，虽然是同学，可却连一个微笑，一声问候都吝啬，难道，世俗的眼光和流言真的那么可怕吗？为什么？为什么？难道我们之间就要永远被阻隔吗？

记得你曾带着调侃的语气说，我们还有将来吗？是啊，我们都只是对方生命中的过客而已！谁也无发该变！事实

A Short Proof of Optimality for

the MIN Cache Replacement Algorithm

Benjamin Van Roy

Stanford University

November 10,2006

Abstract

The MIN algorithm is an of?ine strategy for deciding which item to replace when writing a new item to a cache.Its optimality was ?rst established by Mattson,Gecsei,Slutz,and Traiger [2]through a lengthy analysis.We provide a short and elementary proof based on a dynamic programming argument.

Keywords:analysis of algorithms,on-line algorithms,caching,paging 1The MIN Algorithm

Consider the management of a

篇一：作文 生命中的过客

[作文 生命中的过客]生命轮回反复，时间似流水般去尽，作文 生命中的过客。即使洒脱也忘不掉，某些过客，沦化为云烟，飘荡于天地，不散不灭。

生命轮回反复，时间似流水般去尽。即使洒脱也忘不掉，某些过客，沦化为云烟，飘荡于天地，不散不灭。

---------题记

有些人，有些事，永远不散不灭。

青春来得太早，抑制少女内心那颗初开的情窦。遇见，只是一面之缘；爱上，那六离去般深邃的眼瞳；锁定，那细滑白皙的脸庞；留恋，忘记的只有那些想早早绽放的花蕾?。跨越到非洲大草原

此生不忘，铭记我的只有那微笑。洒脱是我沉沦的记号。若时光流转在从前、我一不懂愁副‘‘问苍茫大地，谁主沉浮’’的傲气。不知愁、不识愁、不懂愁。

回头看、不曾走远，但我已是过客、、、

少年不识愁滋味，爱上层楼、爱上层楼，为赋新词强说愁。而今识尽愁滋味，欲说还休、欲说还休，却道天凉好个秋。

我曾梦想、背上行囊，做一名羁旅客，了解山川，了解大地，高中一年级作文《作文 生命中的过客》。 ◆分享好文◆我曾梦想，漂泊在夏威夷浪漫的海滩上，面对大海，写下我爱你。我曾梦想，漂泊在威尼斯水城翩翩的小船上，领略威尼斯迷路的风光。我曾梦想，站在喜马拉雅山顶，跳上云端、领略苍茫神舟的风韵 ，体会“会当凌绝顶

篇一：让生命充满阅读的喜悦

让生命充满阅读的喜悦

中国的许多乡村学校，与世界著名的帕夫雷什中学非常相似。帕夫雷什中学是一所典型的乡村中学，生源就来自一个村子。从小学到中学，就七八百学生。校长叫苏霍姆林斯基，是世界教育史上大师级的人物。

苏霍姆林斯基是怎样办好这所学校的呢？

说来非常简单，他就是从抓学生的阅读开始的，因为他发现，教育的全部问题都可以归结为阅读问题。

苏霍姆林斯基被任命为校长时刚29岁，他发现在课堂里，孩子们回答问题往往缺乏生动的、个人的思想，语言也显得单调贫乏，是“在缺乏形象的情况下进入学生的意识的”，语言“本来是鲜艳芬芳的花朵，现在却变为夹在书页当中的干枯的花片”。他还发现，学生在学习中感受不到学习的乐趣。吸收着人类最宝贵的文化遗产，却没有获得精神生活的幸福；一位学生甚至对母亲说，让我们搬到一个没有学校的地方去吧。

苏霍姆林斯基不断地对自己说，再也不能这样继续下去了！他引导全校教师注意，“许多学生在阅读技巧方面没有达到足以自觉地领会教材的程度”，“他们还没有学会流畅地、有理解地阅读，没有学会在阅读的同时进行思考。许多学生的阅读尚未变成一种半自动化的过程。孩子们在读课文时全身紧张、头上冒汗，唯恐读错了单词，碰上多音节的词往往读不顺畅，因为他

篇一：感恩生命中有你们

感恩生命中有你们

人生如画，生活本身是一幅画，但在涉世未深时，我们都是阅读观画的读者，而经历过了风雨，辨别了事物，我们又变成书中的主角，不断演绎着生命的精彩。

每每想任性去做一件事情的时候，心中总有个声音在提醒自已，该如何去做好，怎样去承担责任……也许，事实并未能如我们想象的那么美好，但终究不会为此感到遗憾或后悔。

虽然今天是重阳节，但我更希望它变成感恩节！因为，老一辈的辛勤付出，才铸造我们今天的幸福的生活。生命中正因为有了他们，才变得多姿多彩……

生命从无到有，又从有走向无。即使生命是多么的短暂，但总是有许多值得回忆，值得纪念的东西，难以在我们的脑海中抹灭。我们的亲人，老师，朋友，同学，甚至于素不相识的陌生人，他们的存在，无时不刻地影响着我们的言行举止，是他们，给我们生命灌注了活力，让我们获得了成长。因此，我要说：感谢我生命中有你们！

从小，在父母那里我们感受了家庭的温暖，上学后老师的教诲更是让我们懂得了在师生关系圈中我们充当的角色，在那里，我学会了该怎样去在集体中生活，该如何处理一系列复杂的问题，学习上，情感上，人际关系上…所有的这些，丰富了我们的视野，逐渐成熟着我们幼小的心灵。正是他们，他们的欢声笑语，他们的嬉笑怒骂，他们的