通过题目来讲一讲存储器分层体系结构相关知识 2 | 计算机组成与系统结构专题

题目1

某计算机主存8M字节，分成4096个主存块，Cache有64K字节，采用直接映象方式。请问：

①Cache有多少个字块？

②Cache的字块内地址为多少位?

③Cache的字块地址为多少位?

注：Cache字块，又称Cache行，Cache槽

题目1 解答

①: 8MB = 8 * 2^10KB = 2^13 KB

2^13KB / 4096 = 2KB

64KB / 2KB = 32块

②：因为每块字块的大小为2KB，所以Cache的字块内地址为11位

③：因为采用直接映射技术，Cache共有32个字块，故Cache 的字块地址为5位。

题目2

一个组相联高速缓存由64个字块组成，每个字块有256字，分为8组，主存有4096个字块。

请问：

① 主存地址有多少位？

② 主存地址的划分如何？即：标志字段、组字段和块内地址字段各有多少位？

题目2 解答

由题意可知，本题按字编址。

因此主存地址有 4096 * 256 = 2^(12+8)条

所以主存地址有20位。

Cache容量为 64字块 * 256字 = 8组 * 8字块/组 * 256字/字块

主存容量按每8个字块对于Cache的8组，共有4096/8=512=2^9个组群

主存容量为 4096字块 * 256字/字块 = 8块/组群 * 2^9组群 * 2^8字/块

主存的每个（分区数除组数）大小与整个Cache大小相等

题目3

用2k×1位的RAM芯片扩展为2k×8位的RAM，画出CPU与RAM芯片的连接方式。

题目3解答

题目4

用512×8位的RAM芯片扩展为2k×8位的RAM，画出CPU与RAM芯片的连接方式。

题目4 解答

题目5

用512×4位的RAM芯片扩展为2k×8位的RAM，画出CPU与RAM芯片的连接方式。

题目5 解答