計算機組成原理 主儲存器考研題

2022-01-11 12:22:42 字數 4155 閱讀 4949

(2009)

14.某計算機的cache共有16塊,採用2路組相聯對映方式(即每組2塊)。每個主存塊大小為32位元組,按位元組編制。主存129號單元所在主存塊應裝入到的cache組號是

a.0    b. 2    c. 4    d.6

答案:c

考點:cache組相聯對映方式

主存按位元組變址,第129號單元代表第129個位元組。主存129單元,所在的塊號為129/32=4(從0開始編號);

由於cache共有16塊,採用2路組相聯,因此共有8組,0,1,2,…,7。

主存的某一字塊按模8映像到cache某組的任一字塊中,即主存的第0,8,16…字塊可以映像到cache第0組2個字塊的任一字塊中,而129號單元是位於第4塊主存塊中,因此將對映到cache第4組2個字塊的任一字塊中。

21.假設某計算機的儲存系統由 cache 和主存組成,某程式執行過程中訪存 1000 次,其中訪問 cache 缺失(未命中)50 次,則 cache 的命中率是

a  5%                   b.9.5%

c. 50%                 d.95%

答案:d

考點:cache命中率的計算

(2010)

17.下列命令組合情況,一次訪存過程中,不可能發生的是( )

a.tlb未命中,cache未命中,page未命中

b.tlb未命中,cache命中,page命中

c.tlb命中,cache未命中,page命中

d.tlb命中,cache命中,page未命中

答案:d

考點:tlb,cache,page的含義。

tlb即為快表,快表只是慢表(page)的小小副本,因此tlb命中,必然page也命中,而當page命中,tlb則未必命中,故d不可能發生;而cache的命中與否與tlb、page的命中與否並無必然聯絡。

(2012)

17.假設某計算機按字編址,cache 有 4 個行,cache 和主存之間交換的塊為 1 個字。若 cache 的內容初始為空,採用 2 路組相聯對映方式和 lru 替換演算法。當訪問的主存位址依次為 0,4,8,2,0,6,8,6,4,8 時,命中 cache 的次數是

a. 1     b. 2         c. 3         d. 4

答案:c

4行表示有4個組,每塊有乙個字,每組有兩塊。

在組相聯映像中,組間是直接映像,組內字塊為全相聯映像

命中後的字塊就是被使用了的字塊了

(2013)

16.某主存位址空間大小為 256  mb,按位元組編址。虛擬位址空間大小為 4 gb,採用頁式管理,頁面大小為 4kb,tlb(快表)採用全相聯對映,有 4 個頁表項,內容如下表所示。則對虛擬位址 03ff f180h 進行虛實位址變換的結果是

a.  015 3180h     b. 003 5180h       c. tlb 缺失      d. 缺頁

答案:a

虛位址有32位(4gb=2^32b),頁面大小為 4kb(2^12b),那麼虛頁號有20位。頁內位址有32-20=12位。

實位址有28位(256mb=2^28b),實位址由頁框號和頁內位址組成,其頁內位址與虛位址的頁內位址相同都為12位不變,則頁框號有16位。

虛擬位址為03ff f180h,其中頁號為03fffh,頁內位址為180h,根據題目中給出的頁表項可知頁標記為03fffh所對應的頁框號為0153h,頁框號與頁內位址之和即為實體地址015 3180 h。

若有效位為0,那麼應該去選c. tlb 缺失。

(2014)

16. 採用指令cache與資料cache分離的主要目的是

a  減低cache的缺失損失                       

b  提高cache的命中率

c  減低cpu平均訪問時間                     

d  減少指令流水線資源衝突

答案:d

解析:cache分為一級l1和二級l2。l1整合在cpu中,稱為片內cache。在l1中還分資料cache和指令cache。分別用來存放資料和執行這些資料的指令,兩個cache可以同時被cpu訪問,減少了爭用cache所造成的衝突,提高了處理器效能。

(2011)

44.某儲存器按位元組編址,虛擬(邏輯)位址空間大小為16mb,主存(物理)位址空間大小為1mb,頁面大小為4kb;cache採用直接對映方式,共8行;主存與cache之間交換的塊大小為 32b。

(1)虛擬位址共有幾位,哪幾位表示頁號?實體地址共有幾位,哪幾位表示頁框號(物理頁號)?

答:頁面大小為4kb=2^12b,故頁內位址12位

虛擬位址空間大小為16mb=2^24b,故虛位址共24位,低12位為頁內位址,高24-12=12位為虛頁號。

主存位址空間大小為1mb=2^20b,故實位址共20位,低12位為頁內位址,高20-12=8位為頁框號(物理頁號)

(2)使用實體地址訪問cache時,實體地址應劃分成哪幾個字段?要求說明每個欄位的位數及在實體地址中的位置。

答:主存與  cache之間交換的塊大小為32b=2^5b,故cache塊內位址5位

cache共8行=2^3行,故cache塊數佔3位。

主存位址空間大小為1mb=220b,故主存位址共20位,

標記位數=20-5-3=12位

故實體地址分三個字段:高12位為標記tag,中間3位為cache行號,最低5位為塊內位址。

(3)虛擬位址001c60h所在的頁面是否在主存中?若在主存中,則該虛擬位址對應的實體地址是什麼?訪問該位址時是否  cache  命中?要求說明理由。

答:虛位址001c60h的低12位c60h為頁內位址,高12位001h為虛頁號。查頁表可知,虛頁001h對應的有效位為1,故該頁已調入主存,主存頁號為04h,故主存位址為04c60h。

主存位址04c60h=000001001100  011  00000b的低5位00000b為行內位址,中間3位011b為cache行號,高12位04ch為標記。查cache標記可知,第3行的有效位為1,但標記為105h,故該位址cache不命中。若為04ch則命中。

(4)假定為該機配乙個4路組相聯的tlb,該tlb共可存放8個頁表項,若內容如圖所示,則此時虛擬位址024bach所在的頁面是否在主存中?要求說明理由。

答:4路組相聯的tlb,共可存放8個頁表項,故tlb共2組,每組可存放4個頁表項。

虛位址高12位為虛頁號,故慢表的表項數為2^12=4096,慢表位址12位。

tlb共2組,故慢表12位位址中的最低1位選擇tlb的組,也即慢表的4096個表項中,偶位址表項可對映到tlb的第0組中的四個表項中的任意乙個,奇位址表項可對映到tlb的第1組中的四個表項中的任意乙個。

慢表12位位址中的高11位為訪問tlb的標記。

虛擬位址024bach的高12位024h=000000100100b為虛頁號,其中最低1位0選擇tlb第0組,高11位00000010010b=012h。查tlb表可知,第0組最後一項標記為012h,其有效 位為1,說明該虛頁已調入主存,其頁框號為1fh,故其實位址為1fbach

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