A.8 实验八  多Cache一致性——目录协议

A.8.1 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一致性的目录协议的基本思想。

3.     掌握在各种情况下，目录协议是如何工作的。能给出要进行什么样的操作以及状态的变化情况。

A.8.2实验平台

实验平台采用多Cache一致性目录协议模拟器。

环境的建立：见A.0。

A.8.3 实验内容及步骤

首先要掌握该模拟器的使用方法（见A.8.4节）。

1. 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
CPU A 读第6块
CPU B读第6块
CPU D 读第6块
CPU B 写第6块
CPU C 读第6块
CPU D写第20块
CPUA写第20块
CPU D写第6块
CPU A 读第12块

 2. 自己编写一个访问序列，写出目录协议所进行的操作。                                            

所进行的访问	是否发生替换	是否发生写回	目录协议所进行的操作

 3. 根据上述结果，画出相关的状态转换图（仅画出与上表相关的部分）。 

A.8.4 目录协议模拟器使用方法

 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。Cache中每个块的状态用色块来表示，其中灰色表示“无效”状态，淡青色表示“共享”，橘红色表示“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。

对于每个CPU，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，然后用鼠标点击在其右边的标有↓的按钮，模拟器就将开始演示该访问的工作过程。
该模拟器的主菜单有4个：配置，操作，统计，帮助。 

1.      配置

该菜单用于进行配置参数的显示与设置。你可以修改动画播放速度：把游标往右边拖拽可提高播放速度，往左边拖拽可降低播放速度。你还可以选择是否进行优化传块。优化传块是指当要访问的块在某个Cache中，且处于独占状态时，可以不用等该块写回主存后再从主存调块，而是可以直接将该块传送给发出访问请求的结点。
本模拟器采用直接映象方法和写回法。 

2.      操作

可以通过该菜单中的选项来控制模拟器的执行。该菜单下有以下3个选项：单步执行、连续执行、复位。

（1）     单步执行

选用该方式后，敲任意键、点击鼠标或点击左上角的“步进”按钮，都会使模拟器前进一步。

（2）    连续执行

  选用该方式后，用鼠标点击标有↓的按钮，模拟器会连续演示一次访存的整个过程，直至该访问结束。

（3）    复位

使模拟器复位，回到初始状态。

3.      统计

该菜单用于显示模拟器的统计结果，包括各处理机的访问次数、命中次数、不命中次数以及命中率。 

4.      帮助

该菜单下有“关于”和“使用说明”两个选项。