计算机系统结构课后习题四、五答案 - 图文

1、计算机系统结构课后习题四、五答案 - 图文 习题四 1. 教材p88 存储层次的访问效率e计算公式。 e=ta1/(h ta1+(1-h) ta2) e h ta1+ e(1-h) ta2= ta1 h ta1+ (1-h) ta2= ta1/ e h ta1 -h ta2= ta1/ e- ta2 h (ta1 - ta2) = ta1/ e- ta2 h = ta1/ e- ta2/ (ta1 - ta2) h = ta1(1/ e- ta2/ ta1)/ ta1 (1- ta2/ ta1) h = (1/ e- ta2/ ta1)/ (1- ta2/ ta1) 把题意的条件带入，命中率h

2、=(1/ e- ta2/ ta1)/ (1- ta2/ ta1) =(1/ 0.8- 10-2/ 10-7)/ (1- 10-2/ 10-7) =0.999999975 实际上，这样高的命中率是极难达到的。 在主辅存之间增设一级存储器，让其速度介于主存辅存之间，让主存与中间级的访问时间比为1：100，中间级与辅存之间的访问时间比为1：1000，将它们配上相应辅助软硬件，组成一个三级存储层次，这样，可以使第1级主存的命中率降低到 h=(1/ 0.8- 10-5/ 10-7)/ (1- 10-5/ 10-7) =0.997 1. 教材p84 每个存储周期能访问到的平均字数 b=(1-(1-)/=(

3、1-0.75)/0.25 m 32 4 既每个存储周期能访问到的平均字数为4。 若将=25%，m=16代入得 b=(1-(1-)/=(1-0.75)/0.25 m 16 =3.96 既每个存储周期能访问到的平均字数为3.96。 可见，模数m不宜太大，否则性能改进不大。 3教材p81。m个存储体并行的最大频宽bm=w*m/tm，根据题意，实际 频宽要低于最大频宽。即 实际频宽0.6最大频宽。 4*106b/s0.6*4 b*m/(2*10-6 s) 40.6* m*4/2 20.6* m 3.333 m m取2的幂，即m为4。 4.教材p91。根据题意，画出页表。 虚存页号 实页号 装入位 0

4、3 1 1 1 1 2 2 0 3 3 0 4 2 1 5 1 0 6 0 1 7 0 0 发生页面失效的全部虚页号就是页映像表中所有装入位为0的行所对应的虚页号的集合。本题为2，3，5，7。 按以下虚地址计算主存实地址的情况列表 虚地址 虚存 页内位移 装入实页号 页内位移 实地址 页号 位 （3*1024+0）3072 0 0 0 1 3 0 3728（3*1024+656） 3 页面失效 页面失效 无 656 0 1023（0*1024+1023） 0 （3*1024+1023）4095 1023 1 3 1023 1024（1*1024+0） 1 （1*1024+0）1024 0 1

5、1 0 2055（2*1024+7） 2 页面失效 页面失效 无 7 0 7800（7*1024+632） 7 页面失效 页面失效 无 632 0 4096（4*1024+0） 4 0 6800（6*1024+656） 6 656 5. 教材p93。图4.14 1 1 2 0 0 656 （2*1024+0）2048 （0*1024+656）656 用户标志 段号 页号 段号2位，页号2位 ，最多可以有4*4=16个虚页。 页内位移 页表和保护位如下表所示 段号 访问方式 虚页0所在位置 虚页1所在位置 虚页2所在位置 虚页3所在位置 段0 只读 实页9 实页3 在辅存上 实页12 段1 可读

6、/执行 在辅存上 实页0 实页15 实页8 段2 可读/写/执行 页表不在 主存内 段3 可读/写 实页14 实页1 实页6 在辅存上 实地址=实页号*211+页内位移 方 式 取数 取数 取数 存数 存数 存数 取数 取数 段 页 0 1 3 0 2 1 0 2 1 1 3 1 1 0 3 2 0 0 页内位移 段失效 1 10 2047 4 2 14 100 50 5 60 无 无 无 无 有(无页表) 无 无 无 有 无 页失效 无 无 有(在辅存) 无 / 有(在辅存) 无 有(在辅存) / 无 实页号 3 0 无 3 无 无 8 无 无 14 实地址 3*2048+1=6145 0*

7、2048+10=10 无 3*2048+4=6148 无 无 无 无 14*2048+60=28732 保护失效 无 无 / 有（写） / / / / 有（执行） 转移至此 1 8*2048+100=16484 无 转移至此 3 6 lru算法、opt算法都是堆栈型替换算法。教材p101。 s s 4 4 5 5 4 3 3 5 2 2 3 5 5 2 1 1 5 3 3 1 2 2 3 2 2 3 5 5 2 1 1 5 3 3 1 s s s s 4 5 4 3 4 h h h 2 3 4 5 2 4 h h 1 5 4 h h 1 5 4 h h h h h 3 1 4 h h 2 3 4 h h 5 2 4 h h n=1 n=2 n=3 n=4 n=5 n=1时，s8=2，a9=2s8，所以命中。其余都不命中。 n=2时，s8=2，3，a9=2s8，所以命中。其余都不命中。 n=3时，s4=2，3，5，a5=5s4，所以命中。 s8=2，3，1，a9=2s8，所以命中。其余都不命中。 n=4时，s4=2，3，5，4，a5=5s4，所以命中。 s5=