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  • 1,一个采用直接映射方式的32KB缓存,假设块长为8个32位的字,且CPU访问缓存命中, 则主存地址为ABCDEFH的单元在缓存的第(H)块内。 转换: ABCDEF(16)=1010 1011 1100 1101 1110 1111(2) 求出字块位数: 8...

    1,一个采用直接映射方式的32KB缓存,假设块长为8个32位的字,且CPU访问缓存命中,

    则主存地址为ABCDEFH的单元在缓存的第(H)块内。

    转换:

    ABCDEF(16)=1010 1011 1100 1101 1110 1111(2)

    求出字块位数:

    8个32位的字:(8*32bit)/(8bit/B)=32B;2的5次方等于32B。

    寻址空间为2的5次方。块内地址占主存地址后面5位!

    求出缓存块数:

    32KB/32B=1k=2的10次方。缓存地址占块内地址前面10位!

    开始分割:1010 1011 1100 1101 1110 1111【红色为缓存地址。蓝色为块内地址】

    取出红色的部分:100 1101 111→0010 0110 1111【黑色为补上的0】

    转换为16进制:26FH

     

    2,一个四路组相连的缓存,容量为16KB,假设块长为4个32位的字,

    则地址为FEDCBAH的主存单元映射到缓存的第()【10进制表示】组内。

    与上面同样道理。(所以就不废话啦-)

    FEDCBA(16)=1111 1110 1101 1100 1011 1010(2)

    块内地址位数:(4*32bit)/(8bit/B)=16B;16等于2的4次方,块内地址4位;

    但是,组相连需要提出n位地址放在主存地址里面用来选择组号!

    4=2的2次方;提取出2位;

    缓存块数:16KB/16B=1k;10-2=8;缓存地址占块内地址前面8位!

    (1100 1011)(2)=(128+64+8+2+1=203)(10)

    缓存地址:203;

    OK!

     

     

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  • 一个采用直接映射方式的32KB缓存,假设块长为8个32位的字,且CPU访问缓存命中,则地址为ABCDEF(H)的主存单元在缓存的第几块内? 存储器课后题的一道原题,这道题主要考察主存-缓存 直接映射 的主存和缓存的存储原理...

    一个采用直接映射方式的32KB缓存,假设块长为8个32位的字,且CPU访问缓存命中,则地址为ABCDEF(H)的主存单元在缓存的第几块内?

    存储器课后题的一道原题,这道题主要考察主存-缓存 直接映射 的主存和缓存的存储原理:

    解题如下:
    在这里插入图片描述

    知识原理:

    直接映射原理: 缓存的块内字长等于主存的块内字长,都处于地址的最低位;缓存的子块个数2^c个即C位地址数对应主存C位地址,如图:
    在这里插入图片描述

    全相联映射:
    在这里插入图片描述

    组相联映射原理:缓存的块内字长等于主存的块内字长,都处于地址的最低位;缓存的分组个数R位地址数也对应主存R位地址。如图:
    在这里插入图片描述

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  • 存储器直接映射,组相联映射习题及解析

    千次阅读 多人点赞 2019-12-08 19:42:25
    **注: ...1、一个采用直接映射方式的16KB缓存,假设块长为8个32位的字,则地址为FDA459H的主存单元映射到缓存的第 290 (十进制表示)块内。 直接映射: 内存字地址等于缓存(cache)块内地...

    注:
    1B = 1 字节
    1b = 1 位
    1B = 8b
    行 = 块
    总块数 = 总字数/一个块中的字数 = 总字节数/一个块中的字节数
    内存地址位数 = 主存地址(二进制)位数
    主存 或 cache 字地址 = 总字数的的二次方的指数
    字块内地址位数:即一个字块的地址位数(字块即块)

    按字寻址与按字节寻址的区别

    当为 按字寻址 时,字块内地址以字为单位计算
    即 块内地址 = 一个块的字数的二次方的指数
    当为 按字节寻址 时,字块内地址以字节为单位计算
    即 块内地址 = 一个块的字节数的二次方的指数
    其余相同

    直接映射:

    该题为按字节寻址

    1、一个采用直接映射方式的16KB缓存,假设块长为8个32位的字,则地址为FDA459H的主存单元映射到缓存的第________(十进制表示)块内。

    直接映射:
    内存地址中的行号代表缓存的块号
    内存地址

    在这里插入图片描述

    缓存块内地址位数:一个字块的总字节的地址位数:此题块中一个字32位,8个字,则一个块中总字节数为8*(32/8)=32,即2^5个字节,则块内地址为5位

    缓存块数:16KB=>16KB/4B(4B:一个字有32位,一个字节有8位,则一个字有4个字节,即4B,1B=1个字节)=4K个字,一个块有8个字,则共有4K/8=2^9个块。则块号占9位

    标记:FDA459H表示总共6位16进制的数(H不算),转为二进制为24位(1位16进制 = 4位二进制),则主存地址总共24位,标记地址=24-5-9=10位

    因内存行号 = 缓存块号

    则该题的内存地址格式为:
    在这里插入图片描述
    则地址为FDA459H的主存单元,其二进制地址为1111 1101 1010 0100 0101 1001,对应缓存第10 0100 010(即十进制290)块中

    该题为按字寻址

    在这里插入图片描述

    直接映射:
    总块数= 总字数/一个块中的字数
    主存区数 = 主存的总字数/cache的总字数(即一个主存可以分成几个cache,一个区代表一个cache)
    则主存块内字数 = cache块内字数
    主存区内块号 = cache的块号
    主存区内块号的块内地址 = cache的块内地址

    在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述

    Cache行号 i 对应主存块号j :i = j mod m

    m为cache块数

    访存规则:存在则命中,不存在则调入或替换

    在这里插入图片描述

    组相联映射:

    组地址位数:缓存的块数 / 组数 ,取结果二次方形式的位数

    该题为按字节寻址

    1、设某机主存容量为16MB,缓存的容量为16KB。每字块有8个字,每个字32位。设计一个四路组相连映射(即缓存每组内共有4个字块)的缓存组织,要求:

    (1)画出主存地址字段中各段的位数。

    在这里插入图片描述

    (2)设缓存初态为空,CPU依次从主存第0、1、2、…、99号单元读出100个字(主存一次读出一个字),并重复此次序读8次,问命中率是多少?
    在这里插入图片描述

    (3)若缓存的速度是主存速度的6倍,试问有缓存和无缓存相比,速度提高多少倍?

    在这里插入图片描述

    该题为按字节寻址

    14.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32字 节,按字节编址。主存129号单元所在主存块应装入到的Cache组号是

    A .0
    B. 2
    C. 4
    D. 6

    块内地址32字节,为5位
    每组两个,共8组,组号占了 3位
    129化为2进制 为1 00(组号) 00001(块内)

    所以应该映射到第4组 的第一块

    展开全文
  • 2.采用直接映射方式,请写出内存地址格式 3.采用组相连映射方式(每组有4行),请写出内存地址格式 4.设Cache初态为空,CPU依次从内存第1000,1001,1002,…,1499号单元读出500个字(主存一次读出一个字),并...
    有一个处理器,主存容量1MB,字长1B,Cache容量16KB,块大小32B。
    1.采用全相连映射方式,写出内存的地址格式。
    2.采用直接映射方式,请写出内存的地址格式
    3.采用组相连映射方式(每组有4行),请写出内存的地址格式
    4.设Cache初态为空,CPU依次从内存第1000,1001,1002,…,1499号单元读出500个字(主存一次读出一个字),并重复按此次序读8次,问命中率
    
    

    话不多说,看题干可以知道
    主存:1MB = 2^20字
    缓存:16KB = 2^14字
    前三问都是写出地址格式
    已经知道一共有20位

    一共20位

    (2)直接映射方式(先说第二问,别问为啥懂的都懂)

    标记 字块地址 字块内地址
    s-r r w

    块大小=行大小=2^w字
    2^w = 32B =2^5 得出 w=5
    标记 = 主存 - 缓存
    s-r=20-14=6,这样就只剩字块地址r,一共20位,已经知道5+6位,所以r=9(当然你也可以通过计算来求出r)

    标记 字块地址 字块内地址
    6位 9位 5位

    到这里如果还不太明白那就再去看遍书吧(我无能为力了)
    在这里插入图片描述
    (嘘,偷图小能手)

    (1)全相连映射方式

    标记 字块内地址
    s w

    首先介绍一下全相连映射方式
    在全相连映射中,将主存的一个块的地址与块的内容一起存于cache的行中,其中块地址存于cache行的标记部分。也就是说在全相连映射中的标记等于直接映射的标记加字块地址(懂了吧)
    所以这就好办了

    标记 字块内地址
    15位 5位

    在这里插入图片描述
    (3)组相连映射方式
    先看图
    在这里插入图片描述
    我认为组相连映射其实是直接映射的一种延伸,组相连映射(2路组相连)其实就是把直接映射的字块0和字块1拼接成一个新的字块0,我们把这个新的字块叫做组。

    标记 组地址 字块内地址
    s-d d w

    字块内地址不变,我们不用管。组地址呢就是我上面所说的(其实就是由直接映射的一列字块变成了组相连映射的两列映射 、、、可能不太严谨管他呢会做题就行了)所以我们把直接映射的字块地址直接除以2就行了(四路组相连就除以4)标记也就出来了

    标记 组地址 字块内地址
    8位 7位 5位

    (4)可算是到第四问了
    命中率 = 命中cache的次数/(命中cache次数+命中主存的次数)
    咳咳补充一下:CPU与cache之间的数据交换是以字为单位的,cache与主存之间的数据交换是以块为单位的,当CPU读取内存中的一个字时,便发出此字的内存地址到cache和主存,若此字在cache中,则cache命中,若不在则用主存读周期把此字从主存中读出来送到CPU,(重点来了)与此同时,把含有此字的整个数据块送到cache中
    进入正题,题目说一开始cache为空,而且要读8次,所以说我们只要算出第一次cache命中的次数就行了,后面7次的数据已经在cache中,必中。
    第一次:CPU读1000,去cache找,没有,再去主存中去找,好的找到1000了,这时候就要用到补充的重点了,我们要把1000所在的整个数据块送到cache中,块大小32B(题目给出了),所以从1000、1001、1002…1031都被送到cache中,当CPU读1001时,1001已经在cache中了,一直到1032,cache中没有了,再重复之前的步骤。从1000、1001、1002…1499共500字一共需要去主存16次(500/32大于15小于16 我们要取16)再套用给出的公式就OK了,等等这个16是读主存的次数,别带错了。

    完结,好累
    如果文章中有什么错误,大哥们就告诉我吧,小弟立马去更正

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