假设某计算机按字编址,Cache 有 4 行,Cache 和主存之间交换的块大小为 1 个字,若 Cache 的内容初始为空,采用 2 路组相连映射方式和 LRU 替换策略,则访问主存地址 依次为 0,4,8,2,0,6,8,6,4,8 时,命中 Cache 的次数是多少
时间: 2024-05-01 14:22:18 浏览: 27
根据题意,该计算机采用 2 路组相连映射方式,Cache 有 4 行,即每组包含 2 行。每个 Cache 块的大小为 1 个字,因此每一行可以存放一个字。初始情况下,所有的 Cache 块都是空的。
每个主存地址对应的 Cache 行可以用下面的公式进行计算:
```
cache_line = (main_mem_addr / block_size) mod (num_of_blocks / num_of_ways)
```
其中,block_size 表示块大小,num_of_blocks 表示 Cache 的总行数,num_of_ways 表示相联度,即每组 Cache 包含的行数。
按照上述公式计算,主存地址依次为 0,4,8,2,0,6,8,6,4,8 对应的 Cache 行分别为:
```
0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 3, 2, 0
```
接下来,我们使用 LRU 替换策略来模拟访问过程。初始情况下,所有的 Cache 块都是空的,所以第一次访问主存地址 0 会发生缺失,需要从主存中读取数据块,将其放入 Cache 中。此时,Cache 的状态为:
```
0:
1:
2:
3: 0
```
其中,冒号表示该行为空,数字表示该行存放的数据块对应的主存地址。
接着,访问主存地址 4,发生缺失,需要从主存中读取数据块,将其放入 Cache 中。此时,Cache 的状态为:
```
0:
1: 4
2:
3: 0
```
再访问主存地址 8,同样发生缺失,需要从主存中读取数据块,将其放入 Cache 中。此时,Cache 的状态为:
```
0:
1: 4
2: 8
3: 0
```
接着,访问主存地址 2,发生缺失,需要从主存中读取数据块,将其放入 Cache 中。此时,Cache 的状态为:
```
0: 2
1: 4
2: 8
3: 0
```
接下来,访问主存地址 0,由于之前已经缓存了该数据块,所以命中了 Cache。此时,Cache 的状态不变:
```
0: 2
1: 4
2: 8
3: 0
```
再访问主存地址 6,发生缺失,需要从主存中读取数据块,将其放入 Cache 中。由于此时 Cache 已经满了,需要使用 LRU 替换策略。根据 LRU 替换策略,应该选择最近最少使用的块进行替换,即 Cache 中 0 号行存放的块。此时,Cache 的状态为:
```
0: 6
1: 4
2: 8
3: 0
```
再访问主存地址 8,由于之前已经缓存了该数据块,因此命中 Cache。此时,Cache 的状态不变:
```
0: 6
1: 4
2: 8
3: 0
```
接着,访问主存地址 6,由于之前已经缓存了该数据块,因此命中 Cache。此时,Cache 的状态不变:
```
0: 6
1: 4
2: 8
3: 0
```
再访问主存地址 4,由于之前已经缓存了该数据块,因此命中 Cache。此时,Cache 的状态不变:
```
0: 6
1: 4
2: 8
3: 0
```
最后,访问主存地址 8,由于之前已经缓存了该数据块,因此命中 Cache。此时,Cache 的状态不变:
```
0: 6
1: 4
2: 8
3: 0
```
综上所述,这 10 次主存访问中,有 5 次命中 Cache,因此命中次数为 5。