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3.双端口存储器和多体交叉存储器的工作原理。P 86 双端口存储器采用空间并行技术,具有两组相互独立的控制电路,进行并行的独立操作。
多体交叉存储器采用时间并行技术,具有多个相互独立,容量相同的模块,各模块的读写过程采用流水线方式重叠进行。
4.cache存储器的原理、映射方式、写回方式及相关的计算。 P93 CPU与cache之间的数据交换是以字为单位,而cache与主存之间的数据交换是以块为单位。一个块由若干字组成,是定长的。当CPU读取主存中一个字时,便发出此字的内存地址到cache和主存。此时cache控制逻辑依据地址判断此字当前是否在cache中:若是,此字立即传送给CPU;若非,则用主存读周期把此字从主存读出送到CPU,与此同时,把含有这个字的整个数据块从主存读出送到cache中。 P94 映射方式 1.全相联映射方式 2.直接映射方式 3.组相联映射方式
cache的数据块大小称为行,主存的数据块大小称为块。行与块是等长的。在全相联映射方式中,将主存中一个块的地址(块号)与块的内容(字)一起存于cache的行中,其中块地址存于cache行的标记部分中。这种带全部块地址一起保存的方法,可使主存的一个块直接拷贝到cache中的任意一行上。
直接映射方式:一个主存块只能拷贝到cache的一个特定行位置上去。cache的行号i和主存的块号j有如下函数关系:i=j mod m式中m为cache中的总行数。在直接映射方式中,cache将s位的块地址分成两部分:r位作为cache的行地址,s-r位作为标记(tag)与块数据一起保存在该行。
组相联映射方式:将cache分成u组,每组v行。主存块存放到哪个组是固定的,至于存到该组哪一行是灵活的,即有如下函数关系:m=u*v 组号 q=j mod u
块内存地址中s位块号划分成两部分:低序的d位(2=u)用
d
于表示cache组号,高序的s-d位作为标记(tag)与块数据一起存于此组的某行中。
P99 写回方式 1.写回法 2.全写法 3.写一次法
写回法:当CPU写cache命中时,只修改cache的内容,而不立即写入主存;只有当此行被换出时才写回主存。
全写法:当CPU写cache命中时,cache与主存同时发生写修改,因而较好地维护了cache与主存的内容的一致性。 写一次法:写命中与写未命中的处理方法与写回法基本相同,只是第一次写命中时要同时写入主存。
P102 9.CPU执行一段程序时,cache完成存取的次数为2420次,主存完成存取的次数为80次,已知cache存储周
期为40ns,主存存储周期为240ns,求cache/主存系统的效率和平均访问时间。
第四章
1.指令的格式由哪两部分组成,各部分的作用。P105 由操作码字段和地址码字段组成。
指令的操作码表示该指令应进行什么性质的操作。 指令的地址码指明指令中所需操作数的地址。 2.根据操作码,进行有关指令条数的计算。
P125 4.指令格式结构如下所示,试分析指令格式及寻址方式特点。