基于cache的矩阵乘积算法性能改善实验

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1、姓名学号专业班级联系电话Email同组实验者无无实验室名称信息楼301室实验日期2013.7.6课程名称计算机系统结构实验序号七实验项目基于Cache的矩阵乘积算法性能改善实验主讲教师辅导教师指导教师实验心得：（1）通过本次试验，我了解Cache对系统性能的影响；（2）了解了基于系统结构的算法设计思想；学生签名：2013年7月6日成绩评定及教师评语：成绩：教师签名：2013年7月6日1实验目的及要求★了解Cache对系统性能的影响★了解基于系统结构的算法设计思想2实验模块及实验原理2.1实验模块(1)编写两个C语言程序。一个是实现矩阵乘积的一般算法。另一个是基于Cac

2、he的矩阵乘积优化算法。(2)采用不同矩阵大小来进行多组测量，使实验的结果更加准确。2.2实验原理本实验采用控制变量的方法。矩阵大小相同时比较两算法的优略。在相同算法中采用改变矩阵大小的方式，使结果更加准确。3实验步骤与结果3.1实验步骤（1）编译并运行程序1，记录相关数据。（2）不改变矩阵大小时，编译并运行程序2，记录相关数据。（3）改变矩阵大小，重复（1）、（2）两步。（4）通过以上的实验现象，分析出现这种现象的原因。3.2实验结果1．用C语言实现矩阵（方阵）乘积一般算法（程序1），填写下表：矩阵大小10050010001500200025003000一般算法执行

3、时间0.156252.6250020.17187573.718750167.93750394.8281251099.31250矩阵大小：100一般算法执行时间：0.15625矩阵大小：500一般算法执行时间：2.62500矩阵大小：1000一般算法执行时间：20.171875矩阵大小：1500一般算法执行时间：73.718750矩阵大小：2000一般算法执行时间：167.93750矩阵大小：2500一般算法执行时间：394.828125矩阵大小：3000一般算法执行时间：1099.312502．程序2是基于Cache的矩阵（方阵）乘积优化算法，填写下表：矩阵大小100

4、50010001500200025003000优化算法执行时间0.156251.56250012.62500042.875000102.171875202.796875360.31250矩阵大小：100优化算法执行时间：0.15625矩阵大小：500优化算法执行时间：1.562500矩阵大小：1000优化算法执行时间：12.625000矩阵大小：1500优化算法执行时间：42.875000矩阵大小：2000优化算法执行时间：102.171875矩阵大小：2500优化算法执行时间：202.796875矩阵大小：3000优化算法执行时间：360.312503.优化后的加速

5、比（speedup）矩阵大小10050010001500200025003000加速比11.681.5981.721.631.633.05矩阵大小：100加速比：0.15625矩阵大小：500加速比：1.68矩阵大小：1000加速比：1.598矩阵大小：1500加速比：1.72矩阵大小：2000加速比：1.63矩阵大小：2500加速比：1.63矩阵大小：3000加速比：3.05加速比定义：加速比=优化前系统耗时/优化后系统耗时；所谓加速比，就是优化前的耗时与优化后耗时的比值。加速比越高，表明优化效果越明显。4实验代码程序1：#include#i

6、nclude#includemain(intargc,char*argv[]){float*a,*b,*c,temp;longinti,j,k,size,m;structtimevaltime1,time2;if(argc<2){printf("tUsage:%s",argv[0]);exit(-1);}size=atoi(argv[1]);m=size*size;a=(float*)malloc(sizeof(float)*m);b=(float*)malloc(sizeof(fl

7、oat)*m);c=(float*)malloc(sizeof(float)*m);for(i=0;i