假设某计算机主存地址空间大小为 1GB,按字节编址,cache 的数据区 (即不包括标记、有8效位等存储区)有64KB,块大小为128B,采用直接映射和全写 (write-through) 方式。回答下列问题。 (1)主存地址多少位?如何划分?要求说明每个字的含义、位数和在主存地址中的位置 (2) cache 的总容量为多少位?
时间: 2024-03-30 20:34:05 浏览: 48
(1) 主存地址空间大小为1GB,即 $2^{30}$ 字节。因为是按字节编址,所以主存地址为30位。划分每个字的含义、位数和在主存地址中的位置如下:
- 标记(Tag):用于识别缓存块的主存地址范围,占用主存地址的高位。在本题中,因为采用直接映射,所以标记占用主存地址高 $\log_2(64KB) = 6$ 位。
- 行组索引(Index):用于确定缓存块在哪个行组中,占用主存地址的中间部分。因为本题中缓存数据区大小为 64KB,每个缓存块大小为 128B,所以共有 $64KB/128B=2^9$ 个缓存块,即 $2^9$ 行组。因此,行组索引占用 $\log_2(2^9)=9$ 位。
- 内存块偏移量(Offset):用于确定缓存块中的数据在缓存块中的位置,占用主存地址的低位。因为缓存块大小为 128B,所以内存块偏移量占用 $\log_2(128B)=7$ 位。
因此,主存地址的划分为:标记(6位) + 行组索引(9位) + 内存块偏移量(7位)。
(2) Cache 总容量为 $64KB \times 8 = 512KB$。因为每个缓存块大小为128B,所以 Cache 中共有 $64KB/128B=2^9$ 个缓存块,即 $2^9$ 行。因此,Cache 的总容量为 $2^9 \times 8 \times 128B=512KB$。
相关问题
主存容量为4MB,虚存容量为1GB,则虚地址和物理地址各为多少位?如页面大小为4KB,则页表长度是多少?占用多少存储空间?
由于虚存容量为1GB,而页面大小为4KB,因此虚存空间中有$2^{30}/2^{12}=2^{18}$个页面。每个页面中有$2^{12}$个字节。因此,虚地址需要18位来表示页面号,12位来表示页面内偏移量。
由于主存容量为4MB,也就是$2^{22}$个字节。同样地,页表中每个表项需要表示一个页面的起始物理地址,每个表项需要$2^{12}$个字节,因此页表长度为$2^{22}/2^{12}=2^{10}$个表项。每个表项需要表示一个页面的起始物理地址,因此需要20位来表示物理地址。因此,物理地址需要20位来表示。
页表总共需要$2^{10}\times 2^{12}=2^{22}$个字节的存储空间。如果每个表项是4个字节(32位),则页表占用的存储空间为$2^{10}\times 4=4KB$。
主存容量为4MB,虚存容量为1GB,则虚地址和物理地址各为多少位?如页面大小诶诶4KB,则页表长度是多少?
假设虚存和物理内存的页面大小均为4KB,则一个页面可以存储$2^{12}$个字节。因此,主存容量为4MB,即$4\times 1024\times 1024$字节,虚存容量为1GB,即$2^{30}$字节。我们可以计算出:
- 主存的页面数为$\frac{4\times 1024\times 1024}{2^{12}}=2^{20}$页。
- 虚存的页面数为$\frac{2^{30}}{2^{12}}=2^{18}$页。
因此,虚地址需要$18$位来表示页面号,$12$位来表示页内偏移量;物理地址同样需要$18$位来表示页面号,$12$位来表示页内偏移量。
对于页面大小为4KB的情况,页表长度等于虚存中页面数乘以每个页表项的长度。每个页表项需要包含一个有效位、一个物理页面号和一些附加信息(例如读写权限位等),因此页表项的长度通常为32位(4字节)。因此,页表长度为$2^{18}\times 4=2^{20}$字节,即$1MB$。
相关推荐
![pdf](https://img-home.csdnimg.cn/images/20210720083512.png)
![pdf](https://img-home.csdnimg.cn/images/20210720083512.png)
![pdf](https://img-home.csdnimg.cn/images/20210720083512.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)