计算机体系结构 答案 计算机体系结构第章答案

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1、计算机体系结构答案计算机体系结构第5章答案一填空题五、存储层次1、速度容量2、容量速度3、高程序局部性4、指令数据5、映象规则查找算法6、组相联直接147、018、Cache块数9、有效位标识10、组相联映象全相联映象11、按写分配法不按写分配法12、写回法写直达法13、随机法先进先出法（FIFO法）14、先进先出法（FIFO法）最近最少使用法（LRU）15、CPU访问Cache失效Cache块已全部被占满16、随机法最近最少使用法（LRU）17、写回法写直达法1418、写回法写直达法19、速度快所使用的存储器频带较低20、易于实现

2、一致性好21、25622、失效率23、减少失效开销减少Cache命中时间24、强制性失效容量失效冲突失效25、强制性冷启动（首次访问）容量26、组相联直接碰撞（干扰）27、冲突失效强制性容量28、强制性容量1429、N/22：1的Cache经验规则30、强制性冲突31、失效开销命中时间32、伪相联CacheVictimCache33、执行指令和读取数据能重叠执行循环34、编译器优化35、Cache块较小下一条指令正好访问同一Cache块的另一部分36、非阻塞Cache37、小快38、快速命中减少失效次数39、容量小、结构简单的Cac

3、he虚拟Cache14写操作流水化40、延迟带宽41、大小相同的块可变长的块三名词解释五、存储层次（20个）5.1存储器的层次结构1、存储层次：采用多种存储器技术，构成存储层次以实现存储器的大容量、高速度和低价格要求。2、失效率：CPU访存时，在一级存储器中找不到所需信息的概率。3、失效开销：CPU向二级存储器发出访问请求到把这个数据调入一级存储器所需的时间。145.2Cache基本知识4、全相联映象：主存中的任一块可以被放置到Cache中任意一个地方。5、直接映象：主存中的每一块只能被放置到Cache中唯一的一个地方。6、组相联映

4、象：主存中的每一块可以放置到Cache中唯一的一组中任何一个地方（Cache分成若干组，每组由若干块构成）。7、替换算法：由于主存中的块比Cache中的块多，所以当要从主存中调一个块到Cache中时，会出现该块所映象到的一组（或一个）Cache块已全部被占用的情况。这时，需要被迫腾出其中的某一块，以接纳新调入的块。8、LRU：选择最近最少被访问的块作为被替换的块。实际实现都是选择最久没有被访问的块作为被替换的块。149、写直达法：在执行写操作时，不仅把信息写入Cache中相应的块，而且也写入下一级存储器中相应的块。写回法：只把信息写

5、入Cache中相应块，该块只有被替换时，才被写回主存。10、按写分配法：写失效时，先把所写单元所在的块调入Cache，然后再进行写入。11、不按写分配法：写失效时，直接写入下一级存储器中，而不把相应的块调入Cache。5.3降低Cache失效率的方法12、强制性失效：当第一次访问一个块时，该块不在Cache中，需要从下一级存储器中调入Cache，这就是强制性失效。13、容量失效：如果程序在执行时，所需要的块不能全部调入Cache中，则当某些块被替换后又重新被访问，就会产生失效，这种失效就称作容量失效。1414、冲突失效：在组相联或直

6、接映象Cache中，若太多的块映象到同一组（块）中，则会出现该组中某个块被别的块替换（即使别的组或块有空闲位置），然后又被重新访问的情况。15、2：1Cache经验规则——大小为N的直接映象Cache的失效率约等于大小为N/2的两路组相联Cache的实效率。16、VictimCache——位于Cache和存储器之间的又一级Cache，容量小，采用全相联策略。用于存放由于失效而被丢弃（替换）的那些块。每当失效发生时，在访问下一级存储器之前，先检查VictimCache中是否含有所需块。17、伪相联Cache——一种既能获得多路组相联C

7、ache的低失效率，又能获得直接映象Cache的命中速度的相联办法。5.4减少Cache失效开销18、子块放置技术——把一个Cache块划分为若干小块，称为子块（sub-blocks），并为每个子块赋予一位有效值，用于说明该子块中的数据是否有效。失效时，只需从下一级存储器调入一个子块。19、请求字优先——调14块时，首先向存储器请求CPU所要的请求字。请求字一旦到达，就立即送往CPU，让CPU继续执行，同时从存储器调入该块的其余部分。5.5减少命中时间5.6主存20、独立存储体：设置多个存储控制器，使多个体能独立操作，以便能同时进行

8、多个独立的访存。四简答题五、存储层次（16个）5.1存储器的层次结构1、对于理解一个具体存储层次的工作原理，需搞清楚哪些问题？答：对于一个存储层次，需搞清楚以下4个问题：14（1）当把一个块调入高一层(靠近CPU)存储器时，可以放在哪