《计算机组成与结构》郝尚富第七章作业.doc

1. CPU执行一段程序时，cache完成存取的次数为1900次，主存完成存取的次数为100次，已知cache存取周期为50ns，主存存取周期为250ns，求1 cache的命中率；2 cache主存系统的效率；3 平均访问时间。 解：（1）命中率（2）平均访问时间： （3）访问效率 2有一个cache的容量为2K字，每块为16字，问： 。(1)该cache可容纳多少个块?(2)如果主存的容量是256K字，则有多少个块?(3)主存的地址有多少位? cache的地址有多少位?(4)在直接映射方式下，主存中的第i块映射到cache中哪一个块?解：(1)cache的容量为2K字，每块为16字，则cache中有204816=128块(2)如果主存的容量是256K字，则有2561 02416=16384个块。(3)因为主存的容量是256K=218字，所以主存的地址有18位。cache的容量为2K字，所以cache的地址有11位。 ，(4)在直接映射方式下，主存中的第i块映射到cache中第I mod l28个块中。3一个虚拟存储器有8个页面，页面大小为1 024字，内存有4个页面框架，页面的内容为：虚页号 0 1 2 3 4 5 6 7 实页号 3 1 - - 2 - 0 -（1）以下哪些虚拟地址将引起页面失效?（2）对应以下虚拟地址的主存地址是什么? （a）0 （b）3728 （c）1023 （d）1024 （e）1025 （f）7800 （g）4096解：题中所给地址对应的主存页面、页内地址、页面失效情况如表所示。因为页面大小为1 024字，内存有4个页面框架，所以内存地址格式为：11 10 9页面页内地址实页面为0、页内地址0的虚拟地址所对应的主存地址是：00 0000000000=000H实页面为0、页内地址1023的虚拟地址所对应的主存地址是：00 1111111111=3FFH实页面为1、页内地址0的虚拟地址所对应的主存地址是：01 0000000000=400H实页面为1、页内地址1023的虚拟地址所对应的主存地址是：01 1111111111=7FFH实页面为2、页内地址0的虚拟地址所对应的主存地址是：10 0000000000=800H实页面为2、页内地址1023的虚拟地址所对应的主存地址是：10 1111111111=BFFH实页面为3、页内地址0的虚拟地址所对应的主存地址是：11 0000000000=C00H实页面为3、页内地址1023的虚拟地址所对应的主存地址是：11 1111111111=FFFH实页面为1、页内地址1的虚拟地址所对应的主存地址是：01 0000000001=401H虚页号 0 1 2 3 4 5 6 7 实页号 3 1 - - 2 - 0 -地址 虚页面 实页面 页内地址 主存地址 实访问情况0 0 3 0 C00H 有效3728(E90H) 3 - 656（290H） - 页面失效1023(3FFH) 0 3 1023 FFFH 有效1024(400H) 1 1 0 400H 有效1025(401H) 1 1 1 401H 有效7800(1E78H) 7 - 632(278H) - 页面失效4096(1000H) 4 2 0 800H 有效5设主存容量4MB，虚存容量1GB，页面大小为4KB。(1)写出主存地址格式。(2)写出虚拟地址格式。(3)页表长度为多少?解：（1）主存地址格式为：21 12 11 0页号（10位）页内地址（12位）（2）虚拟地址格式为：29 12 11 0页面号（18位）页内地址（12位）（3）页表长度为。3设某计算机的cache采用4路组相联映像，己知cache容量为16KB，；主存容量为2MB，每个字块有8个字，每个字有32位。请回答： (1)主存地址为多少位(按字节编址)，各字段如何划分(各需多少位)? (2)设cache起始为空，CPU从主存单元0，1，100。依次读出101个字(主存次读出一个字)，并重复按此次序数读11次，问命中率为多少? (3)若cache速度是主存的5倍，问采用cache与无cache比较速度提高多少倍?解：(1)主存容量为2MB，技字节编址，所以主存地址为21位。每个字块有8个字，每个字有32位（4个字节），所以字块的大小为8*4=32个字节，需要5位地址；cache采用4路组相联映像，所以组内块号需要2位地址；cache容量为16KB=214B，每个组有4路32B=27B，214B27B=27，所以组号地址为7位；主存害量为2MB=221B，221B214B=27，所以主存高位地址为7位；共地址格式如下：(2)由于每个字块有8个字，所以CPU的0，1，100字单元分别在字块0字块1l和字块12中，采用4路组相联映像将分别映像到第0组第12组中，但cache起始为空，所以第一次读时没命中，但后面10次可以命中。