图8 原因的对比： 是因为LOOP指令执行完后会有一个nop指令的延迟。 图9 多Cache一致性： 实验目的 1、加深对多CACHE一致性的理解。 2、进一步掌握解决多CACHE一致性的目录协议和监听协议的基本思想。 3、掌握在各种情况下，目录协议和监听协议是如何工作的。给出进行操作的类 型以及CACHE块状态的变化情况 模拟器使用方法简介（目录式） 该模拟器模拟4个CPU（A、B、C、D）访存的工作过程。每个CPU中都有一个Cache，该Cache包含有4个块，其块地址为0-3。分布式存储器中有32个块，其块地址为0-31。每个块状态用色块表示，其中灰色为“无效”状态，淡青色为“共享”状态，橘红色为“独占”。主存中块的状态由其右边的目录项的颜色来表示，未缓冲状态由黄色来表示，其他两种状态同Cache块。 对于每一个CPU都可以指定所要进行的访问是读还是写（从列表中选），并在输入框中输入所要访问的主存块号，然后用鼠标单击在其右边的标有“↓”的按钮，模拟器就将开始演示该访问的工作过程。 图10 模拟器简介（监听协议） 该模拟器模拟4个CPU（A、B、C、D）访存的工作过程。每个CPU中都有一个Cache，该Cache包含有4个块，其块地址为0-3。集中共享存储器中有32个块，其块地址为0-31。每个块状态用色块表示，其中灰色为“无效”状态，淡青色为“共享”状态，橘红色为“独占”。 对于每一个CPU都可以指定所要进行的访问是读还是写（从列表中选），并在输入框中输入所要访问的主存块号，然后用鼠标单击在其右边的标有“↓”的按钮，模拟器就将开始演示该访问的工作过程。 图11 实验步骤（目录协议） 对于以下访问序列，写出目录协议所进行的操作。 所进行的访问 目录协议所进行的操作 1．读;2.不命中;3本地:向宿主结点发读不命中(A，6)消息；4.宿主：把数据块送给本地结点；5.共享集合为：{A} CPU A读第6块 CPU B读第6块 1． 读；2.不命中；3. 本地:向宿主结点发读不命中(B，6)消息； 4．宿主：把数据块发送给本地结点；5.共享集合为：{A}+{B} CPU D读第6块 1．读；2.不命中；3. 本地:向宿主结点发读不命中(D，6)消息； 4．宿主：把数据块发送给本地结点；5.共享集合为：{A，B}+{D} CPU B写第6块 1．写；2.命中；3. 本地:向宿主结点发写命中(??，6)消息，宿主：向远程结点A发作废（6）消息，宿主：向远程结点D发作废（6）消息； 4.共享集合为： {B} CPU C读第6块 1读；2.不命中；3. 本地:向宿主结点发读不命中(C，6)消息； 4．宿主：给远程结点发取数据块（6）的消息；5.远程：把数据块送给宿主结点；6.宿主：把数据块送给本地结点；7.共享集合为：{B}+{C} 1．写；2.不命中；3. 本地:向宿主结点发写不命中(D，20)消息；4．宿主：把数据块发送给本地结点； 5.共享集合为： {D} CPU D写第20块 1．写；2.不命中；3. 本地:向宿主结点发写不命中(A，20)消息；4．宿CPU A写第20块 主：给远程结点发送取并作废（20）消息；5.远程：把数据块送给宿主结点把Cache中的该块作废；6.宿主：把数据块送给本地结点；7.共享集合为：{A} 1．写；2.不命中；3. 本地:向宿主结点发写不命中(D，6)消息；4.CPU D写第6块 宿主：向远程结点发作废（6）消息；5.宿主：向远程结点发作废（6）消息；6.宿主：把数据块送给本地结点；7.共享集合为：{D} 1．写；2.不命中；3.本地：向被替换块的宿主结点发写回并修改共CPU A读第12块 享集（A，20）消息；4.本地：向宿主结点发写不命中（A,20）消息；5.宿主：把数据块送给本地结点；6.共享集合为：{A} 实验步骤（监听协议） 对于以下访问序列，写出监听协议所进行的操作。 所进行的访问 CPU A读第5块 CPU B读第5块 CPU C读第5块 CPU B写第5块 CPU D读第5块 是否发生替换 否 否 否 否 发生 是否发生写回 否 否 否 发生 否 发生 发生 发生 否 发生 监听协议所进行的操作 读;不命中;读不命中;数据送回 读;不命中;读不命中;数据送回 读;不命中;读不命中;数据送回 写,命中;作废A,C中的数据5， 读;不命中;读不命中;写回;数据送回 写;不命中;写不命中;用数据21替换原来的数据5 写;不命中;写不命中;写回;数据送回 写;不命中;写不命中;替换;写回;数据送回 读;不命中;读不命中;数据送回 写;不命中;写不命中;替换;写回;数据送回 CPU B写第21块 发生 CPU A写第23块 否 CPU C写第23块 发生 CPU B读第29块 否 CPU B写第5块 替换 实验环境 实验结果与 分析 windows a)指令调度技术可以明显的优化指令执行的效率，通过指令调度使得功能部件被尽可能的充分使用，从而进一步加强指令执行的效率； b) 循环在执行时会出现不同循环次数的执行过程中出现相关，导致数量增加，通过寄存器换名等方法，使得这种相关性数量下降。 教师评语 注：可根据实际情况加页
循环展开及指令调度课件
