计组期末题目

4.某页式虚拟存储系统按字节编址，虚存容量为 4GB，主存容量为 64MB，页大小为 4KB，

每个页表项需有一位有效位和一位修改位。假设所有虚页都在使用中，问

（1）虚拟地址和物理地址分别是多少位，格式如何

（2）程序虚拟空间最多可有多少页

（3）每个页表项共有多少位

（4）每个页表最多占多少内存空间 \[ \begin{aligned} (1)&虚拟地址位数=\log_2(4\times 2^{30})=32\\ &物理地址位数=\log_2(64\times 2^{20})=26\\ &页内偏移位数=\log_2(4\times2^{10})=12\\ &虚拟地址格式:|页号(20)|页内偏移(12)|\\ &物理地址格式:|页号(14)|页内偏移(12)|\\ (2)&2^{20}页\\ (3)&页表项最多可以有1+1+14=16位\\ (4)&每个页表最多占2^{20}\times16/8=2MB\\ \end{aligned} \]

页表所占内存空间为页表项数*页表项位数,页表项

页式虚拟存储器

5. 假设用如下的寄存器分配方案：$s1存放变量f，$s2存放变量g，$s3存放数组A的基地址。请将下列MIPS代码翻译成一行C的代码。

​ lw $s1, 12($s3)

​ add $s1, $s1, $s2

​ addi $s1, $s1, 9

​ add $s1,$s1,$s1

如果g=7, A = {3, 2, 6, 4, 7, 6, 4, 8, 9, 8}，则f的值是多少？

f=2(A[3]+g+9)

f=40

6. 某计算机字长32位，主存地址31位且按字节编址,四级组相联映射。Cache的数据存储空间容量为32KB，Cache数据块大小为4个字，每个cache数据块对应有1位有效位和4位修改值。问

（1）cache分多少组

（2）给出主存地址格式（地址中各字段名称及其位数）

（3）cache的标记(tag)是多少位

（4）cache的实际总容量是多少

（5）若cache的存取时间是5ns，cache访问缺失时的存取时间是100ns，计算cache命中率为0.8的情况下，该cache的平均存取时间。 \[ \begin{aligned} (1)&Cache组数=\dfrac{32KB}{4\times 32/8\times 4B}=512组\\ (2)&主存块数=\dfrac{2^{31}}{4\times 32/8}=2^{27}块\\ &Cache标记位数=29-9=18\\ &主存地址格式: |Cache标记(18)|Cache行号(9)|块内地址(4)|\\ (3)&Cache标记为18位\\ (4)&Cache实际容量为((19+1+4)+4\times 32)\times 512\times 4=311296bit=38KB\\ (5)&平均存取时间\overline t=0.8\times 5+0.2\times (100+5)=25\text{ns} \end{aligned} \]

7. 某8位计算机的主存地址为16位，主存按字节编址，其中地址最高的16KB主存空间为只读的系统程序区。现有若干片荣俩个16K8的RAM芯片和容量8K8的ROM芯片。问

（1）计算机所允许的最大主存容量是多少

（2）构建计算机允许的最大容量的主存，需用上述规格的RAM和ROM各多少

（3）用十六进制表示这些存储器的起止地址 \[ \begin{aligned} (1)&允许最大容量=2^{16}\times 8=2^{19}bit=64KB\\ (2)&ROM数量=\dfrac{16KB}{8K\times 8/8B}=2\\ &RAM数量=\dfrac{48KB}{16K\times 8/8B}=3\\ (3)&RAM1:0000H\sim 3FFFH\\ &RAM2:4000H\sim 7FFFH\\ &RAM3:8000H\sim BFFFH\\ &ROM1:C000H\sim DFFFH\\ &ROM2:E000H\sim FFFFH\\ \end{aligned} \]