假定主存与cache之间采用直接相联映射方式,数据块大小为1024字节,Cache的数据区容量为32K字节,主存空间大小为1M字节,存储器均按字节编址。 问题1--主存地址划可以划分成3段,其中组号有位、组内块序号有位、块内的字节序号有位。 问题2--假设每个Cache块只包括标记字段、数据区、1位装入有效位,则此Cache的总容量是字节。 问题3--当CPU访问地址码为21300H的主存单元时,会自动转换成去访问Cache的第个数据块并判断是否命中。

问题1--

由于数据块大小为1024字节，需要10位二进制数来表示块内字节序号。

Cache的数据区容量为32K字节，需要15位二进制数来表示组号。

主存空间大小为1M字节，需要20位二进制数来表示主存地址。

因此，主存地址可以划分成3段，其中组号有15位、组内块序号有10位、块内的字节序号有10位。

问题2--

Cache的总容量可以通过以下步骤计算：

1. 计算每个Cache块的总大小：1024字节（数据区大小）+ 1位（装入有效位）+ 标记字段大小。

2. 标记字段大小 = 主存地址长度 - 组内块序号长度 - 块内字节序号长度 = 20 - 10 - 10 = 0。

因此，标记字段大小为0，每个Cache块的总大小为1025字节。

3. 计算Cache的总容量：32K字节 / 1025字节 = 32块。

因此，此Cache的总容量为32块 x 1025字节/块 = 32800字节。

问题3--

由于采用直接相联映射方式，组号的位数为15位。

21300H 的二进制表示为 0010 0001 0011 0000，其中前15位为组号，后10位为组内块序号，最后10位为块内字节序号。

因此，CPU访问的是组号为0010 0001 0011 0000的数据块。需要在Cache中查找该组是否存在该数据块，若存在则判断是否命中。

相关问题

假定主存地址为32位，按字节编址，主存和Cache之间采用直接映射方式，主存块大小为4个字，每字32位，采用回写(Write Back)方式，则能存放4K字数据的Cache的总容量至少是多少位

一个字为32位，主存块大小为4个字，即一个块大小为4*32=128位，4K字数据的总块数为4K/4=2^20/2^2=2^18个块。由于采用直接映射方式，所以Cache的总块数为2^12个块。

因此，一个4K字数据的Cache总容量为：

2^12 x 128 x 2^6 = 2^18 x 2^6 = 2^24字节

将2^24字节转换为位数的形式，得到：

2^24 x 8 = 2^27 bits

因此，能存放4K字数据的Cache的总容量至少是27位。

假定主存地址为32位，按字节编址，主存和Cache之间采用直接映射方式，主存块大小为4个字，每字32位，采用写回方式，则能存放4K字数据的Cache的总容量至少是多少位？ A.146K B.147K C.148K D.158K

在写回方式下，当从主存加载一个缓存块到Cache中时，只有在该块被替换出Cache时才会写回主存。所以，Cache中每个块需要一个Valid位来标记该块是否有效，以及一个Dirty位来标记该块是否被修改过。

在直接映射方式下，主存地址被划分为标记（Tag）、组索引（Index）和块内偏移量（Offset）三部分。由于主存地址是32位，块大小为4个字，因此块内偏移量需要2位二进制数表示。又因为采用直接映射方式，所以组索引需要log2（组数）位二进制数表示，而组数等于总容量除以块大小除以组大小，即2^14个组。因此，组索引需要14位二进制数表示。最后，主存地址中剩余的位数用于标记。

那么，一个4K字容量的Cache共有2^18个块，每个块需要1位Valid位和1位Dirty位，以及14位组索引和(32-2-14=16)位标记。因此，Cache总共需要的位数为：

2^18 x (1+1+14+16) = 262144 x 32 bits = 8388608 bits = 8 MB

将8MB转换为位数的形式，得到：

8MB = 8 x 1024 x 1024 bytes = 2^23 bytes = 2^26 bits

因此，能存放4K字数据的Cache的总容量至少是26位，即选项D，158K。