计算机组成原理——cache存储器

Posted 2021-11-11 肥学

一. 单选题（共8题，40分）
1. (单选题, 5分)
1～3小题基于此题回答。

CPU执行一段程序时，cache完成存取次数为2420次，主存完成存取次数为80次，已知cache存储周期为40ns, 主存存储周期为240ns,cache的命中率为（   ）。

A. 0.033
B. 0.8
C. 0.968
D. 0.967
我的答案: C正确答案: C
5分
2. (单选题, 5分)cache/主存系统的平均访问时间为（   ）。
A. 46.4ns
B. 80ns
C. 233.4ns
D. 46.6ns
我的答案: A正确答案: A
5分
3. (单选题, 5分)cache/主存系统的访问效率为（   ）。
A. 50%
B. 17.1%
C. 85.8%
D. 86.2%
我的答案: D正确答案: D
5分
4. (单选题, 5分)
某C语言程序段如下：

for(i=0;i<=9;i++){

  temp=1;

  for(j=0;j<=I;j++) temp*=a[j];

  sum+=temp;}

下列关于数组a的访问局部性的描述中，正确的是(  )。  

  Ⅰ时间局部性  Ⅱ空间局部性

A. Ⅰ有Ⅱ有
B. Ⅰ无Ⅱ有
C. Ⅰ有Ⅱ无
D. Ⅰ无Ⅱ无
我的答案: A正确答案: A
5分
5. (单选题, 5分)设一个直接相联的cache中有4个块L0、L1、L2、L3，现有一程序访问的块号序列是0、13、12、4、7、10、12、2、10、3，全部访问后，cache的L2块中存放的是（   ）号主存块。
A. 12
B. 2
C. 4
D. 10
我的答案: D正确答案: D
5分
6. (单选题, 5分)某计算机的 Cache 共有 16 块，采用 2 路组相联映射方式（即每组 2 块）。 每个主存块大小为 32B，按字节编址。主存 129 号单元所在主存块应装入的 Cache 组号是（  ）。
A. 6
B. 4
C. 2
D. 0
我的答案: B正确答案: B
5分
7. (单选题, 5分)假设某计算机按字编址，Cache有4个行，Cache和主存之间交换的块大小为2个字。若Cache的内容初始为空，采用2路组相联映射方式和LRU替换算法，当访问的主存地址依次为0，4，8，2，0，6，8，6，4，8时，命中Cache的次数是（   ）。
A. 4
B. 3
C. 2
D. 1
我的答案: B正确答案: B
5分
8. (单选题, 5分)
有如下C语言程序段：

for(k=0;k<1000;k++)

   a[k]=a[k]+32

若数组a和变量k均为int型，int型数据占4B,数据cache采用直接映射方式，数据区大小为1KB，块大小为16B，该程序段执行前cache为空，则该程序段执行过程中访问数组a的cache未命中率约为（   ）。

A. 1.25%
B. 2.5%
C. 12.5%
D. 25% 
我的答案: C正确答案: C
5分
二. 填空题（共1题，60分）
9. (填空题, 60分)
本题所有填空均填写十进制数。共12个空，标号为⑴～⑿。

一个直接映射Cache由64个块构成，主存包含4096个块，每块由128字组成。

（1）一个主存地址有 　⑴ 　 位。

（2）主存地址划分为标记、Cache块号、块内字号三个字段。块内字号占 　⑵　 位，Cache块号占　 ⑶ 　位，标记占 　⑷ 　位。

（3）检索地址73F2H单元内容的过程如下：先定位到Cache的第　⑸　行，然后用　⑹　与Cache该行的标记进行比较，如果相同则命中该块，然后用字地址　⑺　读出所需要的字。如果未命中，则按内存地址访问内存。

（4）如果改为全相联映射，检索地址73F2H单元内容的过程如下：用　⑻　与Cache所有行的标记进行比较，如果有相同的，则命中该块，然后用字地址　⑼　读出所需要的字。如果未命中，则按内存地址访问内存。

（5）如果改为组相联映射，每组包含4个存储块。检索地址73F2H单元内容的过程如下：先定位到Cache的第 　⑽　组，然后用　⑾　与Cache该组所有行的标记进行比较，如果有相同的，则命中该块，然后用字地址　⑿　读出所需要的字。如果未命中，则按内存地址访问内存。

我的答案：
60分
(1) 19 
(2) 7 
(3) 6 
(4) 6 
(5) 39 
(6) 3 
(7) 114 
(8) 231 
(9) 114 
(10) 7 
(11) 14 
(12) 114 
正确答案：
(1) 19
(2) 7
(3) 6
(4) 6
(5) 39
(6) 3
(7) 114
(8) 231
(9) 114
(10) 7
(11) 14
(12) 114

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