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44.(12分)某计算机的主存地址空间大小为256 MB，按字节编址

2021-07-02 07:27:00来源：新东方在线

　　【题目】

　　44.(12分)某计算机的主存地址空间大小为256 MB，按字节编址。指令Cache和数据Cache分离，均有8个Cache行，每个Cache行大小为64 B，数据Cache采用直接映射方式。现有两个功能相同的程序A和B，其伪代码如下所示：

　　假定int类型数据用32位补码表示，程序编译时i，j，sum均分配在寄存器中，数组a按行优先方式存放，其首地址为320(十进制数)。请回答下列问题，要求说明理由或给出计算过程。

　　(1)若不考虑用于Cache一致性维护和替换算法的控制位，则数据Cache的总容量为多少?

　　(2)数组元素a[0][31]和a[1][1]各自所在的主存块对应的Cache行号分别是多少(Cache行号从0开始)?

　　(3)程序A和B的数据访问命中率各是多少?哪个程序的执行时间更短?

　　【答案要点】

　　(1) 数据Cache的总容量为：4 256位(532字节)。

　　(2) 数组a在主存的存放位置及其与Cache之间的映射关系如下图所示。a[0][31]所在主存块映射到Cache第6行，a[1][1]所在主存块映射到Cache第5行。

　　(3) 编译时i，j，sum均分配在寄存器中，故数据访问命中率仅考虑数组a的情况。

　　①程序A的数据访问命中率为93.75%;②程序B的数据访问命中率为0。

　　根据上述计算出的命中率，得知程序B每次取数都要访问主存，所以程序A的执行比程序B快得多。



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