計(jì)算機(jī)組成原理-課堂練習(xí)-第四章cache

1、一、單項(xiàng)選擇題一、單項(xiàng)選擇題15.關(guān)于關(guān)于Cache的論述中，正確的是的論述中，正確的是()。ACache是一種介于主存和輔存之間的存儲(chǔ)器。是一種介于主存和輔存之間的存儲(chǔ)器。B如果訪問如果訪問Cache不命中，則用從內(nèi)存中取到的數(shù)據(jù)塊替換不命中，則用從內(nèi)存中取到的數(shù)據(jù)塊替換Cache中最近被訪問過的數(shù)據(jù)塊。中最近被訪問過的數(shù)據(jù)塊。CCache的命中率必須很高，一般要達(dá)到的命中率必須很高，一般要達(dá)到90%以上才能充分以上才能充分發(fā)揮其作用

2、。發(fā)揮其作用。DCache中的信息必須與主存中的信息時(shí)刻保持一致。中的信息必須與主存中的信息時(shí)刻保持一致。16Cache的地址映射中的地址映射中()比較多的采用比較多的采用“按內(nèi)容尋址按內(nèi)容尋址”的相聯(lián)存儲(chǔ)器來實(shí)現(xiàn)。相聯(lián)存儲(chǔ)器來實(shí)現(xiàn)。A直接映射直接映射B全相聯(lián)映射全相聯(lián)映射C組相聯(lián)映射組相聯(lián)映射D段相聯(lián)映射段相聯(lián)映射17在下列因素中，與在下列因素中，與Cache命中率無關(guān)的是命中率無關(guān)的是()。ACache字塊的大小字塊的大小BCach

3、e的總?cè)萘康目側(cè)萘緾Cache字塊的個(gè)數(shù)字塊的個(gè)數(shù)D主存的存取時(shí)間主存的存取時(shí)間18在程序的執(zhí)行過程中，在程序的執(zhí)行過程中，Cache與主存的地址映射是由與主存的地址映射是由()。A操作系統(tǒng)來管理的操作系統(tǒng)來管理的B程序員調(diào)度的程序員調(diào)度的C由硬件自動(dòng)完成的由硬件自動(dòng)完成的D存儲(chǔ)管理硬件和存儲(chǔ)管理軟件共存儲(chǔ)管理硬件和存儲(chǔ)管理軟件共同完成的同完成的二、綜合應(yīng)用題二、綜合應(yīng)用題2Cache存放的是什么內(nèi)容，其命中率受哪些因素影響？存放的是什

4、么內(nèi)容，其命中率受哪些因素影響？答：答：CacheCache存儲(chǔ)器中保存的字塊是主存中相應(yīng)字塊的一個(gè)副本。存儲(chǔ)器中保存的字塊是主存中相應(yīng)字塊的一個(gè)副本。CacheCache的容量和塊的大小是影響命中率的重要因素。一般來說，的容量和塊的大小是影響命中率的重要因素。一般來說，CacheCache的存儲(chǔ)容量比主存的容量小得多，但不能太小，太小會(huì)使命中率太低；也沒必要存儲(chǔ)容量比主存的容量小得多，但不能太小，太小會(huì)使命中率太低；也沒必要太大，過大

5、不僅會(huì)增加成本，而且當(dāng)容量超過一定值后，命中率隨容量的增加太大，過大不僅會(huì)增加成本，而且當(dāng)容量超過一定值后，命中率隨容量的增加將不會(huì)有明顯的增長。此外，將不會(huì)有明顯的增長。此外，CacheCache的組織方式與的組織方式與CacheCache的替換策略的選擇也的替換策略的選擇也會(huì)影響會(huì)影響CacheCache的命中率。的命中率。6在在Cache管理中，當(dāng)新的主存塊需要調(diào)入管理中，當(dāng)新的主存塊需要調(diào)入Cache時(shí)，有幾時(shí)，有幾種替換算法？

6、各有何特點(diǎn)？哪種算法的平均命中率高？種替換算法？各有何特點(diǎn)？哪種算法的平均命中率高？答：在答：在CacheCache管理中，當(dāng)新的主存塊需調(diào)人管理中，當(dāng)新的主存塊需調(diào)人CacheCache時(shí)，常用的有先進(jìn)先出時(shí)，常用的有先進(jìn)先出(FIFO)(FIFO)算法和近期最少使用算法和近期最少使用LRULRU算法。算法。前者是把最先調(diào)入前者是把最先調(diào)入CacheCache的塊替換出去，它不隨時(shí)記錄各塊的使用情況，的塊替換出去，它不隨時(shí)記錄各塊的使

7、用情況，所以容易實(shí)現(xiàn)，且開銷小；所以容易實(shí)現(xiàn)，且開銷?。缓笳呤前呀谧钌偈褂玫膲K替換出去，這種算法需隨時(shí)記錄后者是把近期最少使用的塊替換出去，這種算法需隨時(shí)記錄CacheCache中各塊中各塊的使用情況，以便確定哪個(gè)塊是近期最少使用的。的使用情況，以便確定哪個(gè)塊是近期最少使用的。LRULRU算法比算法比FIFOFIFO的平均命中率高。的平均命中率高。9敘述帶有敘述帶有Cache存儲(chǔ)器的計(jì)算機(jī)，其存儲(chǔ)器的計(jì)算機(jī)，其CPU讀內(nèi)存一次的工讀內(nèi)

8、存一次的工作過程。作過程。答：答：(1)(1)CPUCPU將內(nèi)存地址加載到地址總線，并發(fā)出讀信號(hào)；將內(nèi)存地址加載到地址總線，并發(fā)出讀信號(hào)；(2)(2)CacheCache從地址總線截取內(nèi)存地址，析出該地址所在的內(nèi)存塊號(hào)；從地址總線截取內(nèi)存地址，析出該地址所在的內(nèi)存塊號(hào)；(3)(3)查閱主存查閱主存CacheCache地址映射變換機(jī)構(gòu)，若該主存塊已調(diào)入地址映射變換機(jī)構(gòu)，若該主存塊已調(diào)入CacheCache，則為命，則為命中，進(jìn)中，進(jìn)A(4

9、)A(4)，否則，轉(zhuǎn)，否則，轉(zhuǎn)(6)(6)；(4)(4)將對(duì)應(yīng)的將對(duì)應(yīng)的CacheCache塊號(hào)與主存地址中的塊內(nèi)地址拼接，形成塊號(hào)與主存地址中的塊內(nèi)地址拼接，形成CacheCache地址，地址，訪問訪問CacheCache存儲(chǔ)體，同時(shí)阻斷主存的讀；存儲(chǔ)體，同時(shí)阻斷主存的讀；(5)(5)由CacheCache讀出之?dāng)?shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)總線送往讀出之?dāng)?shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)總線送往CPUCPU(6)(6)不命中的情況下，維持主存的讀，由主存讀出的數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)總線送

10、往不命中的情況下，維持主存的讀，由主存讀出的數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)總線送往CPUCPU(7)(7)同時(shí)查閱同時(shí)查閱CacheCache是否尚有空間容納塊的調(diào)入，如有，則轉(zhuǎn)入是否尚有空間容納塊的調(diào)入，如有，則轉(zhuǎn)入(9)(9)；(8)(8)啟動(dòng)啟動(dòng)CacheCache替換機(jī)構(gòu)，空出一個(gè)替換機(jī)構(gòu)，空出一個(gè)CacheCache塊位置；塊位置；(9)(9)打通直接調(diào)度通路，將該主存塊調(diào)入打通直接調(diào)度通路，將該主存塊調(diào)入CacheCache，并修改標(biāo)記。，并修