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1、精选优质文档-倾情为你奉上实验项目六:cache和程序访问的局部性一、实验目的: 1.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=;M=1000、N=1000;M=、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。程序段Aassign-array-rows()int i,j;short aMN;f
2、or(i=0;iM;i+)for(j=0;jN;j+)aij=0;程序段Bassign-array-cols()int i,j;short aMN;for(j=0;iN;j+)for(i=0;iM;i+)aij=0;三、实验报告:1.(1)给出源程序(文本文件)和执行结果。#include#include#include#define M 1000#define N 1000void rows()int i,j;short aMN;for(i=0;iM;i+)for(j=0;jN;j+)aij=0;void cols()int i,j;short aMN;for(j=0;jM;j+)for(i
3、=0;iN;i+)aij=0;/*void main()time_t start_rows,stop_rows,start_cols,stop_cols;start_rows=time(NULL); /time()会保存之前的时间,time(NULL)清空之前的时间,并保存当前时间rows();stop_rows=time(NULL);printf(程序段A的使用时间:%ld,(stop_rows-start_rows);start_cols=time(NULL);cols();stop_cols=time(NULL);printf(程序段B的使用时间:%ld,(stop_cols-start
4、_cols);精度不够高,导致显示结果均为0*/void main() LARGE_INTEGER t1,t2,tc,t3,t4,tc2; QueryPerformanceFrequency(&tc);/获取计算机时钟频率 QueryPerformanceCounter(&t1);/获取运行程序前高精度计时器的值 rows(); QueryPerformanceCounter(&t2);/获取运行程序后高精度计时器的值 printf(程序段A Use Time:%fn,(t2.QuadPart - t1.QuadPart)*1.0/tc.QuadPart);QueryPerformanceFr
5、equency(&tc2); QueryPerformanceCounter(&t3); cols(); QueryPerformanceCounter(&t4); printf(程序段B Use Time:%fn,(t4.QuadPart - t3.QuadPart)*1.0/tc2.QuadPart); M=10,N=M=1000,N=1000M=10000,N=10M=10000,N=10000(2)对实验结果进行分析,说明局部数据块大小、数组访问顺序等和执行时间之间的关系。程序运行时间程序A(先行后列)程序B(先列后行)M=10,N=100000.M=1000,N=10000.0,M=
6、10000,N=100.0.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cache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高程序运行效率,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
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