cache命中率习题

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1、1、有一个具有20位地址和32位字长的存储器，问：(1)该存储器能存储多少个字节的信息？(2)如果存储器由512k×8位的SRAM芯片组成，需多少片？(3)需多少位地址作芯片选择？解：（1）因为32位字长为4B，220=1M=1024K,存储器容量为220×4B=4MB，可存储4M字节的信息（2）SRAM芯片容量为512K×8位=512KB=0.5MB所需芯片数目为：4MB÷0.5MB=8片（3）因为219=512K，即：芯片片内地址线19位。又因为地址线为20位，所以存储器容量为1M,故需1位地址线作芯片片选选择（CS），用A1

2、9选第1个模块，用A19选第2个模块。2、存储器容量为64M，字长64位，模块数m=8，分别用顺序方式和交叉方式进行组织。存储周期T=100ns,数据总线宽度为64位，总线周期τ=10ns.问顺序存储器和交叉存储器的带宽各是多少？解：信息总量：q=64位×8=512位顺序存储器和交叉存储器读出8个字的时间分别是：t2=8×100ns=8×10-7(s)t1=100ns+7×10ns=1.7×10-7(s)顺序存储器带宽是：W2=q/t2=512÷（8×10-7）=64×107（位/S）交叉存储器带宽是：W1=q/t1=512÷（1

3、.7×10-7）=301×107（位/S）3、CPU执行一段程序时,cache完成存取的次数为2420次，主存完成存取的次数为80次，已知cache存储周期为40ns，主存存储周期为240ns，求cache/主存系统的效率和平均访问时间。解：先求命中率hh=nc/(nc+nm)＝2420÷(2420＋80)＝0.968则平均访问时间为tata＝0.968×40＋(1-0.968)×240＝46.4(ns)r＝240÷40＝6cache/主存系统的效率为ee＝1/[r＋(1－r)×0.968]＝86.2％4、假设主存存取周期是cac

4、he存取周期的5倍，即T2＝5T1，在命中率H为0.9和0.99两种情况下，分别计算存储系统的访问效率。解：当H＝0.9时，e1＝1／(0.9＋5(1－0.9))＝0.72当H＝0.99时，e2＝1／(0.99＋5(1－0.99))＝0.965、在一个Cache存储系统中，主存储器的访问周期、存储容量和单位价格分别为60ns、64MB和10元/MB，Cache的访问周期、存储容量和单位价格分别为10ns、512KB和100元/MB，Cache的命中率为0.98。(1)计算这个Cache存储系统的等效访问周期、存储容量和单位价格。(

5、2)计算这个Cache存储系统的访问效率。解：(1)这个Cache存储系统的等效访问周期：T＝TcH＋Tm（1－H）＝10ns×0.98＋60ns×（1－0.98）＝11ns等效存储容量：S＝64MB等效单位价格：C＝（CcSc＋CmSm）/（Sc＋Sm）＝（100×0.5＋10×64）/（0.5＋64）＝10.7(元/MB)(2)这个Cache存储系统的访问效率：e＝Tc/T＝10/11＝0.916、在一个Cache存储系统中，当Cache的块大小为一个字时，命中率H＝0.8；假设数据的重复利用率为5，计算块大小为４个字时，Ca

6、che存储系统的命中率是多少？假设主存存取周期是cache存取周期的5倍，即T2＝5T1，分别计算访问效率。预取技术提高命中率方法：不命中时，把M2存储器中相邻几个单元组成的一个数据块都取出来送入M1存储器中。计算公式：其中：H’是采用预取技术之后的命中率H是原来的命中率n为数据块大小与数据重复使用次数的乘积证明：采用预取技术，不命中率降低ｎ倍：解：n＝4×5＝20，采用预取技术之后，命中率提高到：Cache的块大小为一个字时，H＝0.8，访问效率为：e1＝1／(0.8＋5(1－0.8))＝0.55…Cache的块大小为4个字时

7、，H＝0.99，访问效率为：e2＝1／(0.99＋5(1－0.99))＝0.967、假设主存容量为512KB，Cache容量为4KB，每个字块为16个字，每个字32位。求：在直接映射方式下，主存地址字段的位数分配。解：主存容量512K,(2的19次方)，主存地址为19位。每个字块为16个字，每个字32位，即每个字块为26字节。因此块内寻址需6为位，Cache容量为212字节，可分为26块，块号地址也是6位，所以地址分配为7、6、6。8、某32位计算机的cache容量为16KB，cache块的大小为16B，若主存与cache的地址

8、映射采用直接映射方式，则主存地址为1234E8F8（十六进制）的单元装入的cache地址为？解：Cache容量为16KB,而Cache块的大小为16B（2＾4个字节），因此Cache可分为16KB/16B=1K=2＾10=1024块，于是块地址占1