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1、第五章5.34在一个采纳组相联映象方式的Cache储存系统中，主存由B0B7共8块构成，Cache有2组，每组2块，每块大小为16B。在一个程序履行过程中，访存的主存块地点流为：B6，B2，B4，B1，B4，B6，B3，B0，B4，B5，B7，B3。(1)写出主存地点的格式，并标出各字段的长度。(2)写出Cache地点的格式，并标出各字段的长度。(3)指出主存与Cache之间各个块的映象关系。(4)0123Cache块地点流。若Cache的4个块号为C、C、C和C，列出程序履行过程中的(5) 若采纳FIFO替代算法，计算Cache的块命中率。(6) 若采纳LRU替代算法，计算Cache的块命中
2、率。(7) 若改为全相联映象方式，再做(5)和(6)。(8)若在程序履行过程中，每从主存装入一块到Cache，均匀要对这个块接见16次，计算在这类状况下的Cache命中率。解：（1）（2）采纳组相联映象时，主存和Cache地点的格式分别为：区号E区内组号G主存组内块号B块内陆点W组号g组内块号b块内陆点w主存按Cache的大小分区，现主存有8个块，Cache有22=4个块，则主存分为8/4=2个区，区号E的长度为1位。又每区有2个组，则组号G、g的长度都为1位。而每组有2个块，则块号B、b的长度又都为1位。每块大小为16个储存字，故块内陆点W、w的长度都为4 位。（ 3）依据组相联映象的规则，
3、主存块07与Cache块03之间的映象关系为：主存块0、1、4、5与Cache块0、1之间全相联，主存块2、3、6、7与Cache块2、3之间全相联。（ 4）依据组相联映象的规则，该主存块地点流相应的一种Cache块地点流以下表所示（组内替代算法为FIFO）。时间：123456789101112主存块地点流：B6B2B4B1B4B6B3B0B4B5BCache块地点流：C2C3C0C1C0C2C2C0C0C0C（5）组内替代算法采纳FIFO时，Cache块03的使用过程以下表所示。时间：123456789101112主存块地点流：B6B2B4B1B4B6B3B0B4B5B7B3Cache块04
4、4*4*4*4*00*555Cache块111111*44*4*4*Cache块266*6*6*6*6*33333*3*Cache块3222222*2*2*2*7773BC32命中命中命中可见命中三次，Cache块命中率为Hi=3/12=0.25。（6）组内替代算法采纳LRU时，Cache块03的使用过程以下表所示。时间：123456789101112主存块地点流：B6B2B4B1B4B6B3B0B4B5B7B3Cache块044*4444*44*4*4*Cache块111*1*1*00*555Cache块266*6*6*6*66*6*6*6*77Cache块322222*33333*3*命中
5、命中命中命中可见命中四次，Cache块命中率为Hi=4/12=0.33。（7）全相联映象的规则是主存块07可装入Cache块03的任一块上。当替代算法采纳FIFO时，Cache块03的使用过程以下表所示。时间：123456789101112主存块地点流：B6B2B4B1B4B6B3B0B4B5B7B3Cache块06666*6*6*33333*3*Cache块1222222*00000Cache块2444444*4*555Cache块31111111*77命中命中命中命中可见命中四次，Cache块命中率为Hi=4/12=0.33。当替代算法采纳LRU时，Cache块03的使用过程以下表所示。时
6、间：123456789101112主存块地点流：B6B2B4B1B4B6B3B0B4B5B7B3Cache块06666*6*6666*555Cache块122222*3333*77Cache块2444444*4444*Cache块31111*0000*3命中命中命中可见命中三次，Cache块命中率为Hi=3/12=0.25。（8）当命中三次时，Cache的命中率为Hi=（1216-9）/（1216）1，当命中四次时，Cache的命中率为Hi=（1216-8）/（1216）1。5.35在某采纳全相联映象、相联目录表实现地点变换Cache储存器中，Cache的容量是2cB，主存是由m个储存体构成的
7、低位交错接见储存器，主存总容量是体的字长是w位，。2MB，每一个储存(1) 画出地点变换图。(2) 写出主存地点和Cache地点的格式，并标出各字段的长度。(3) 说明目录表的行数、相联比较的位数和目录表的宽度。解：（1）地点变换图见P243的图5-20。（2）采纳全相联映象时，主存和Cache地点的格式分别为：主存块号B块内陆点W组内块号b块内陆点w主存和Cache单元数分别为：82M/w、82c/w，相应的地点长度分别为：2M22c2w。log（82/w）=M+3-logw、log（2/w）=C+3-log块的大小为m个储存字，则主存和Cache的块内陆点长度均为：log2m，所以主存和C
8、ache2222w）-log22wm。的块号长度分别为：（M+3-logw）-logm=M+3-logwm、（C+3-logm=C+3-log（C+3-log2wm）C+3（3）相联目录表的行数为Cache的块数，即b=2/wm；相联比较的位数为主C=2存块号长度，即M+3-log2wm；目录表的宽度（位数）为主存块号长度、Cache块号长度和有效位的和，即M+3-log2wm+C+3-log2wm+1=M+C+6-2log2wm+1（有效位一位）。5.38一个采纳组相联映像方式的Cache共有8块，分为两组，用硬件比较对法实现LRU块替代算法。（ 1）共需要多少个触发器和多少个与门?（ 2）
9、画出此中一组的逻辑图。2解：（1）设组内块数为p，则触发器的个数为：Cp=p（p-1）/2。Cache有8块分为二组，与门的个数为组内块数为p=4，与门输入端数为p-1=3。（ 2）有效比较对有：AB、AC、AD、BC、BD和CD，比较对触发器的TAB=1表示A比B更近被接见过，TAB=0表示B比A更近被接见过，TAC、TAD、TBC、TBD和TCD也近似定义。D最久未被访过的块的逻辑关系为：DLRU=TADTBDTCDC最久未被访过的块的逻辑关系为：CLRU=TACTBCTCDB最久未被访过的块的逻辑关系为：BLRU=TABTBCTBDA最久未被访过的块的逻辑关系为：ALRU=TABTACT
10、ADALRUBLRUCLRUDLRU&010101010101TRSTRSTADRSRSRSCDRSTBCTBDTABAC接见A接见B接见C接见D5.40有一个16KB4路组相联Cache的32位微办理器，假定该Cache的块为4个32位的字。（ 1）画出该Cache的构造逻辑图，指出主存地点的不一样字段的作用。（ 2）主存地点为ABCDE8F8的单元在Cache中的什么地点。解：（1）Cache的构造逻辑图见P248的图5-26。主存地点有区号、区内组号、组内块号和块内陆点四个字段，区内组号是按地点接见映像关系表的地点，区号和组内块号是相联访问映像关系表的特点内容，块内陆点是选择块内字的地点。（2）在Cache储存系统中，主存与Cache的块大小是同样的，由题可知主存与4字节编址的。则块内单元数为：432/8=16；因为2=16，则块内陆点的位数Cache
