计算机组成原理(复习) (5)

答:程序运行的局部性原理指:在一小段时间内,最近被访问过的程序和数据很可能再次被访问;在空间上,这些被访问的程序和数据往往集中在一小片存储区;在访问顺序上,指令顺序执行比转移执行的可能性大 (大约 5:1 )。存储系统中Cache-主存层次和主存-辅存层次均采用了程序访问的局部性原理。

\28. 设主存容量为256K字,Cache容量为2K字,块长为4。

(1)设计Cache地址格式,Cache中可装入多少块数据?

(2)在直接映射方式下,设计主存地址格式。

(3)在四路组相联映射方式下,设计主存地址格式。

(4)在全相联映射方式下,设计主存地址格式。

(5)若存储字长为32位,存储器按字节寻址,写出上述三种映射方式下主存的地址格式。

解:(1)Cache容量为2K字,块长为4,Cache共有2K/4=211/22=29=512块,

Cache字地址9位,字块内地址为2位

​ 因此,Cache地址格式设计如下:

Cache字块地址(9位) 字块内地址(2位)
   

(2)主存容量为256K字=218字,主存地址共18位,共分256K/4=216块,

主存字块标记为18-9-2=7位。

​ 直接映射方式下主存地址格式如下:

主存字块标记(7位) Cache字块地址(9位) 字块内地址(2位)
     

(3)根据四路组相联的条件,一组内共有4块,得Cache共分为512/4=128=27组,

主存字块标记为18-7-2=9位,主存地址格式设计如下:

主存字块标记(9位) 组地址(7位) 字块内地址(2位)
     

(4)在全相联映射方式下,主存字块标记为18-2=16位,其地址格式如下:

主存字块标记(16位) 字块内地址(2位)
   

(5)若存储字长为32位,存储器按字节寻址,则主存容量为256K*32/4=221B,

Cache容量为2K32/4=214B,块长为432/4=32B=25B,字块内地址为5位,

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