存储器 补充习题.pptVIP

某计算机的主存地址空间大小为256MB，按字节编址，指令Cache和数据Cache分离，均有8个Cache行，每个Cache行大小为64B，数据Cache采用直接映射方式，现有两个功能相同的程序A和B，其伪代码如下所示： 程序A: int a[256][256]; ...... int sum_array1() { ?? int i, j, sum = 0; ?? for (i = 0; i 256; i ) ?????? for (j= 0; j 256; j ) ?????????? sum = a[i][j]; ?? return sum; } 程序B: int a[256][256]; ...... int sum_array2() { ?? int i, j, sum = 0; ?? for (j = 0; j 256; j ) ?????? for (i= 0; i 256; i ) ?????????? sum = a[i][j]; ?? return sum; } (一) 假定int类型数据用32位补码表示，程序编译时i, j, sum均分配在寄存器中，数组a按行优先方式存放，其地址为320（十进制数）。请回答下列问题，要求说明理由或给出计算过程。 (1)若不考虑用于Cache一致性维护和替换算法的控制位，则数据Cache的总容量为多少？(2)数组元素a[0][31]和a[1][1]各自所在的主存块对应的Cache行号分别是多少（Cache行号从0开始）？(3)程序A和B的数据访问命中率各是多少？哪个程序的执行时间更短？ (二) 某计算机存储器按字节编址，虚拟(逻辑)地址空间大小为16MB，主存(物理)地址空间大小为1MB，页面大小为4KB；Cache采用直接映射方式，共8行；主存与Cache之间交换的块大小为32B。系统运行到某一时刻时，页表的部分内容和Cache的部分内容分别如题图a和图b所示，图中页框号及标记字段的十六进制形式。 虚页号 有效位 页框号 … 行号 有效位 标记 … 0 1 06 … 0 1 020 … 1 1 04 … 1 0 - … 2 1 15 … 2 1 01D … 3 1 02 … 3 1 105 … 4 0 - … 4 1 064 … 5 1 2B … 5 1 14D … 6 0 - … 6 0 - … 7 1 32 .. 7 1 27A … 图a 图b 请回答下列问题。 (1)虚拟地址共有几位，哪几位表示虚页号、物理地址共有几位，哪几位表示页框号(页号)？ (2)使用物理地址访问Cache时，物理地址应划分成哪几个字段？要求说明每个字段的位数及物理地址中的位置。 (3)虚拟001C60H所在的页面是否在主存中？若在主存中，则该虚拟地址对应有物理地址是什么？访问该地址时是否Cache命中？要求说明理由。 (4)假定为该机配置一个4路组相联的TLB共可存放8个页表项，若其当前内容(十六进制)如下图所示，则此时虚拟地址024BACH所在的页面是否存在主存中？要求说明理由。 组号 有效位 标记 页框号 ? 有效位 标记 页框号 ? 有效位 标记 页框号 ? 有效位 标记 页框号 0 0 - - ? 1 001 15 ? 0 - - ? 1 012 1F 1 1 013 2D ? 0 - - ? 1 008 7E ? 0 - - TLB表 * * * *