cache行大小为16B,有64行,假设自开机起,有如下地址序列的以字节为单位(byte-addressed)的访存操作执行两遍,address:0,4,16,132,232,160,1024,30,140,3100,180,2180; 问1.上述访存序列中发生了多少次cache行替换?cache命中率(hit ratio)是多少?2.给出访存序列结束后,该cache的最终状态,每一cache行包括如下3个域:valid,tag,data;3.假设cache命中时间(hit time)是1个时钟周期,计算该访存序列的平均访存时间AMAT。
时间: 2024-02-26 07:53:30 浏览: 133
好的,我已经接收到您的问题。针对您的第一个问题:
1. 根据cache的大小,可以计算出总共可以存储64 * 16B = 1024B的数据。
2. 访问地址序列中的每个地址都要映射到一个cache行中,每个cache行的大小为16B。所以,第一次访问时会有地址0-15的16B数据被加载到cache中的第0行,地址16-31的16B数据被加载到第1行,以此类推。当第二次访问时,cache中已经有了地址0-15的数据,这些数据会被直接命中,不会发生替换。而地址16-31的数据会被加载到第2行,导致第0行的数据被替换掉。接下来,我们可以按照这个方法依次计算出每个地址的cache行替换情况:
- 地址4、16、132、232、160、1024、140、180、2180 命中,不发生替换。
- 地址0、30、3100 没有命中,需要替换对应的cache行。
- 总共发生了3次cache行替换。
3. cache命中率为命中次数/总访问次数 = 9/11 = 81.8%。
对于您的第二个问题,访问序列结束后,cache的最终状态如下:
| 行号 | Valid | Tag | Data |
| ---- | ----- | ---- | ------------- |
| 0 | 1 | 0 | 0x0000000000 |
| 1 | 1 | 1 | 0x0000000010 |
| 2 | 1 | 2 | 0x0000000084 |
| 3 | 0 | - | - |
| 4 | 1 | 10 | 0x00000000a0 |
| 5 | 0 | - | - |
| 6 | 0 | - | - |
| 7 | 0 | - | - |
| 8 | 1 | 1 | 0x00000000fe |
| 9 | 1 | 7 | 0x000000008c |
| 10 | 1 | 193 | 0x0000000c24 |
| 11 | 1 | 11 | 0x00000000b4 |
| 12 | 0 | - | - |
| 13 | 0 | - | - |
| 14 | 0 | - | - |
| 15 | 0 | - | - |
| ... | ... | ... | ... |
| 62 | 0 | - | - |
| 63 | 0 | - | - |
其中,每个cache行都包含一个valid位、一个tag和16字节的数据。如果valid为0,则表示这个cache行当前没有存储任何有效数据。
最后,针对您的第三个问题,计算该访存序列的平均访存时间AMAT需要考虑以下两个因素:
1. cache命中时间为1个时钟周期,因此,如果一个访存操作命中了cache,它的访问时间为1个时钟周期。
2. 如果一个访存操作没有命中cache,需要访问内存并将数据加载到cache中。假设内存访问时间为100个时钟周期,那么一个访存操作的访问时间为100个时钟周期。
根据上述分析,可以计算出该访存序列的平均访存时间AMAT为:
AMAT = hit time + (1 - hit ratio) * miss penalty
= 1 + (1 - 0.818) * 100
≈ 19.62 个时钟周期。
因此,该访存序列的平均访存时间为19.62个时钟周期。
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