18. 什么是“程序访问的局部性”?存储系统中哪一级采用了程序访问的局部性原理? 解:程序运行的局部性原理指:在一小段时间内,最近被访问过的程序和数据很可能再次被访问;在空间上,这些被访问的程序和数据往往集中在一小片存储区;在访问顺序上,指令顺序执行比转移执行的可能性大 (大约 5:1 )。存储系统中Cache—主存层次采用了程序访问的局部性原理。
25. Cache做在CPU芯片内有什么好处?将指令Cache和数据Cache分开又有什么好处? 答:Cache做在CPU芯片内主要有下面几个好处:
1)可提高外部总线的利用率。因为Cache在CPU芯片内,CPU访问Cache时不必占用外部总线。
2)Cache不占用外部总线就意味着外部总线可更多地支持I/O设备与主存的信息传输,增强了系统的整体效率。
3)可提高存取速度。因为Cache与CPU之间的数据通路大大缩短,故存取速度得以提高。 将指令Cache和数据Cache分开有如下好处:
1)可支持超前控制和流水线控制,有利于这类控制方式下指令预取操作的完成。 2)指令Cache可用ROM实现,以提高指令存取的可靠性。
3)数据Cache对不同数据类型的支持更为灵活,既可支持整数(例32位),也可支持浮点数据(如64位)。 补充:
Cache结构改进的第三个措施是分级实现,如二级缓存结构,即在片内Cache(L1)和主存之间再设一个片外Cache(L2),片外缓存既可以弥补片内缓存容量不够大的缺点,又可在主存与片内缓存间起到平滑速度差的作用,加速片内缓存的调入调出速度。
30. 一个组相连映射的CACHE由64块组成,每组内包含4块。主存包含4096块,每块由128
字组成,访存地址为字地址。试问主存和高速存储器的地址各为几位?画出主存地址格式。 解:cache组数:64/4=16 ,Cache容量为:64*128=2字,cache地址13位
主存共分4096/16=256区,每区16块
主存容量为:4096*128=2字,主存地址19位,地址格式如下:
19
13
第 六 章
12. 设浮点数格式为:阶码5位(含1位阶符),尾数11位(含1位数符)。写出51/128、-27/1024所对应的机器数。要求如下: (1)阶码和尾数均为原码。 (2)阶码和尾数均为补码。
(3)阶码为移码,尾数为补码。 解:据题意画出该浮点数的格式:
-5
将十进制数转换为二进制:x1= 51/128= 0.0110011B= 2 * 0.110 011B
x2= -27/1024= -0.0000011011B = 2*(-0.11011B)
则以上各数的浮点规格化数为:
(1)[x1]浮=1,0001;0.110 011 000 0 [x2]浮=1,0101;1.110 110 000 0
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