某计算机的Cache采用相联映像，Cache容量为16KB，每块8个字，每个字32位，并且将Cache中每4块分为一组。若主存最大容量为4GB且按字节编址，则主存地址应为（1）位，组号应为（2）位。若Cache的命中率为0.95，且Cache的速度是主存的5倍，那么与不采用Cache相比较，采用Cache后速度大致提高到（3）倍。空白（1）处应选择（）A、24B、32C、36D、40

题目

某计算机的Cache采用相联映像，Cache容量为16KB，每块8个字，每个字32位，并且将Cache中每4块分为一组。若主存最大容量为4GB且按字节编址，则主存地址应为（1）位，组号应为（2）位。若Cache的命中率为0.95，且Cache的速度是主存的5倍，那么与不采用Cache相比较，采用Cache后速度大致提高到（3）倍。空白（1）处应选择（）

A、24
B、32
C、36
D、40

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相似问题和答案

第1题：

在嵌入式处理器中，CACHE的主要功能由(29)实现；某32位计算机的CACHE容量为16KB(B：字节)，CACHE块的大小为16B(B：字节)，若主存与CACHE地址映像采用直接映像方式，则主存地址为0x1234E8F8的单元装入CACHE的地址(30)；在下列CACHE替换算法中，平均命中率最高的是(31)。

A．硬件

B．软件

C．操作系统

D．应用程序

正确答案：A

第2题：

容量为64块的Cache采用组相联方式映像，每块大小为128个字，每4块为一组。若主存容量为4096块，且以字编址，那么主存地址应该为(4)位，主存区号为(5)位。

A．16

B．17

C．18

D．19

正确答案：D

第3题：

共用题干题某计算机的Cache采用相联映像，Cache容量为16KB，每块8个字，每个字32位，并且将Cache中每4块分为一组。若主存最大容量为4GB且按字节编址，则主存地址应为（1）位，组号应为（2）位。若Cache的命中率为0.95，且Cache的速度是主存的5倍，那么与不采用Cache相比较，采用Cache后速度大致提高到（3）倍。

空白（1）处应选择（）

A.24

B.32

C.36

D.40

参考答案：B
主存最大容量为4GB且按字节编址，由于2=4GB，所以主存地址应为32位。因为每块8个字，每个字32位，并且将Cache中每4块分为一组，则每组的大小为32/8×8×4=128B。Cache容量为16KB，共可分成16K/128=128组，由于2=128，所以组号应为7位。设主存的存取周期为h，因Cache的速度是主存的5倍，所以Cache的存取周期为32

第4题：

容量为64块的Cache采用组相连方式映像，字块大小为128个字，每4块为一组。若主存容量为4096块，且以字编址，那么主存地址应该为(43)位，主存区号为(44)位。

A．16

B．17

C．18

D．19

正确答案：D
解析：组相连映像地址结构如图2.24所示。依据题意得：Cahce分4块为一组，所以块长度=1b4=2；64块的Cache可以划分为16组，所以组号长度=1b16=4；字块大小为128，所以块内地址长度=1b128=7。由于Cahce分为64块，因此主存分为4096/64=64个区，区号长度=1664=6。主存块长度=164=2，主存组号长度=1b16=4，主存块内地址长度：块内地址长度=1b128=7。总长度=区号长度+组号长度+块长度+块内地址长度=19位。

第5题：

Cache容量为64块，采用组相联方式映像，字块大小为128个字，每4块为一组。若主存容量为4096块，且以字编址，则主存区号应为(5)位。

A．5

B．6

C．7

D．8

正确答案：B
解析：Cache主要用于解决CPU处理器与主存之间存取速度不匹配问题。由于主存容量为2¹²=4096块，而每块为2⁷=128个字，因此，以字编址的主存总容量为4096×128=2¹²×2⁷=2¹⁹=2⁹×2¹⁰=512K字，故主存地址应为19位。Cache采用组相联方式映像，其主存地址应分为区号、组号、组内块号和块内地址号等4个部分。依题意可知，块内地址号应为7位，用以表示2⁷=128个字；每2²=4块为一组，则组内块号用2位表示。Cache容量为64块，每4块为一组，共分为64/4=16=2⁴组，故组号需要用4位地址表示。最后，主存地址19位中所剩余的即为区号，应为19-4-2-7=6位。

第6题：

某机主存容量为16MB，cache容量为16KB，主存与cache每块都分为16B，主存与cache地址变换采用直接映像方法。这种映像方法优点是算法简单，缺点是(1)。若访问的主存单元为B4AF45H，而且该单元已经装入cache，则cache的地址是(2)。

A．转换方法复杂

B．转换速度较慢

C．cache利用不充分

D．转换方法不直观

正确答案：C

第7题：

容量为64块的Cache采用组相联方式映像，字块大小为128个字，每4块为一组。若主存容量为4096块，且以字编址，那么主存地址应为(7)位，主存区号应为(8)位。

A．16

B．17

C．18

D．19

正确答案：D
解析：由于主存容量为4096块，而每块为128个字，主存的总容量为512K字，故主存地址应为19位。主存地址应分为区号、组号、组内块号、块内地址号。可以看到，块内地址号应为7位，用以表示128个字。一组为4块，则组内块号用2位表示。Cache容量为64块，共分16组，故组号需要用4位地址表示。剩余的即为区号，应为6位。

第8题：

●容量为64块的Cache采用组相联方式映像，字块大小为128个字，每4块为一组。若主存容量为4096块，且以字编址，那么主存地址应为 (30) 位，主存区号应为 (31) 位。

(30) A．15

B．17

C．19

D．20

(31) A．9

B．8

C．7

D．6

正确答案：C,D
【解析】完成这个题目首先需要了解Cache存储器的结构和Cache存储器的映射机制。Cache存储器的组织结构与主存储器不一样，它以行(1ine)作为基本单元。每一行又分为标志项和数据域两部分。数据域中存放着若干项数据，而标志项则是这一块数据的地址标识。当CPU发出对存储器的读命令后，其访问地址先送给Cache控制器，Cache检查其地址标识符目录以确定是否有匹配项。若发现有匹配项(命中)，则根据其访问地址确定是对该行数据块中的第几项进行读取，然后该项即进入Cache的数据寄存器。如果没有命中，则去主存储器读取数据。这时不仅仅只是读该地址指定的存储单元而且把其相邻的K-1个单元(K是Cache中一行所能保存的数据单元个数)的内容都读入Cache中保存。因为根据局部性原理，这一块数据很有可能将被CPU访问。同时把指定的存储单元的内容送入CPU。如果Cache存储器已满，还要根据某种淘汰算法从Cache中清除一行以存放该数据块。当CPU发出访存请求后，存储器地址先被送到Cache控制器以确定所需数据是否已在Cache中，若命中(hit)则直接对Cache进行访问。这个过程称为Cache的地址映射(mapping)。为了适应Cache存储器的极高存取速率，映射也必须在极短的时间内完成。Cache存储器的映射机制比较复杂，常见的映射方法有直接映射、相联映射和组相联映射。
了解Cache存储器的结构和Cache存储器的映射机制之后，看看如何解答这个问题。对于(30)题，根据"主存容量为4096块"，"字块大小为128个字"，"以字编址"这些信息可得出正确答案。
主存容量为4096×128=2¹²×2⁷=2¹⁹，故主存地址应为19位。
对于(31)题，由于Cache采用组相联方式映像，那么主存区号应和Cache的容量64块一致，即2⁶，故主存区号应为6位。

第9题：

若Cactle的命中率为0.95，且Cactle的速度是主存的5倍，那么与不采用Cactle相比较，采用Cache后速度大致提高到______倍。

A．3.33

B．3.82

C．4.17

D．4.52

正确答案：C
解析：设主存的存取周期为h，因Cache的速度是主存的5倍，所以Cache的存取周期为h/5，且Cache的命中率为0.95，则采用了Cache以后，平均存取周期为h×(1-0.95)+1/5h×0.95=0.24h，因此速度提高了1/0.24=4.17倍。

第10题：

一个设有cache的存储系统中，若主存容量为512KB，cache容量为2KB，每次交换的数据块长度为16B。主存数据调入cache时，为了区分是主存哪个部分哪个字块调入cache中哪个字块位置。因此在cache存储器中还需存放调入主存字块的特征，即cache字块标志(主存高位地址)。cache地址映像若采用直接映像方式，本题中cache字块标志是(1)位，若采用全相联地址映像方式，则cache字块标志是(2)位。

A．7

B．8

C．12

D．19

正确答案：A

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