计算机系统结构_第三章练习 答案

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计算机系统结构第3章部分习题参考答案

计算机系统结构第3章部分习题参考答案

第3章 部分习题参考答案3.2 (题目略)【解】overlap o i cpu T T T T -+=/,其中T overlap 的最大值为T cup 。

由题意可得当CPU 速度提高4倍后,T =30/4+20-30/4=20(s)。

(注:T overlap 为CPU 和I/O 重叠执行的时间)3.7 (题目略)【解】(1)处理机响应各中断源的中断请求的先后次序与它们的中断优先级一样:D 1D 2D 3D 4D 5;实际的中断处理次序为:D 1D 2D 3D 4D 5。

(2)处理机响应各中断源的中断请求的先后次序与它们的中断优先级一样:D 1D 2D 3D 4D 5;实际的中断处理次序为: D 4D 5 D 3 D 2D 1。

(3)处理机响应各中断源的中断服务请求和实际运行中断服务程序过程的示意图如下:(4)处理机响应各中断源的中断服务请求和实际运行中断服务程序过程的示意图如下:3.9 (题目略)【解】字节多路通道适用于连接大量像光电机等字符类低速设备。

这些设备传送一个字中断请求D 3,D 4,D 5时间tD 1, D 2 中断请求主程序中断服务程序 D 1,D 2,D 3,D 4,D 5 时间t符(字节)的时间很短,但字符(字节)间的等待时间很长。

通道“数据宽度”为单字节,以字节交叉方式轮流为多台设备服务,使效率提高。

字节多路通道可有多个子通道,同时执行多个通道程序。

数组多路通道适合于连接多台像磁盘等高速设备。

这些设备的传送速率很高,但传送开始前的寻址辅助操作时间很长。

通道“数据宽度”为定长块,多台设备以成组交叉方式工作,以充分利用并尽量重叠各台高速设备的辅助操作时间。

传送完K个字节数据,就重新选择下个设备。

数组多路通道可有多个子通道,同时执行多个通道程序。

选择通道适合于连接像磁盘等优先级高的高速设备,让它独占通道,只能执行一道通道程序。

通道“数据宽度”为可变长块,一次将N个字节全部传送完,在数据传送期只选择一次设备。

计算机系统结构课件:第三章作业答案

计算机系统结构课件:第三章作业答案

2367 23
时间t 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 块地址流 6 2 4 1 4 6 3 0 4 5 7 3
C0
4444 44 4 4 4 4
C1பைடு நூலகம்
111 10 0 5 5 5
C2 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 7 7
C3
22222 33 3 3 3 3
LFU
调调调调命命 替 替命 替 替 命 进进进进中中 换 换中 换 换 中
(2) 写出Cache地址的格式,并标出各字段的长度。
(3) 画出主存与Cache之间各个块的映象对应关系。
(4) 如果Cache的各个块号为C0、C1、C2和C3,列出程 序执行过程中Cache的块地址流情况。
(5) 如果采用FIFO替换算法,计算Cache的块命中率。
(6)采用LFU替换算法,计算Cache的块命中率。
合适。
C2 6 6 6 6 6 6 3 3 3 3 3 3
C3
22222 22 2 2 7 7
FIFO 调调调调命命 替 替替 替 替 命 进进进进中中 换 换换 换 换 中
命中3次
命中率H=3/12=25%
2、假设机器的时钟周期为10ns,Cache失效时的访存时 间为20个时钟周期,Cache的访问时间为一个时钟周 期。
命中4次 命中率H=4/12=33.3%
Cache的块地址流情况: C2 C3 C0 C1 C0 C2 C3 C1 C0 C1 C2 C3
时间t 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 块地址流 6 2 4 1 4 6 3 0 4 5 7 3
C0
4444 40 0 5 5 5
C1

吉林大学计算机系统结构题库第三章

吉林大学计算机系统结构题库第三章

第三章流水线技术知识点汇总先行控制、流水线、单功能流水线、多功能流水线、静态流水线、动态流水线、部件级流水线、处理机级流水线、处理机间流水线、线性流水线、非线性流水线、顺序流水线、乱序流水线、时空图、流水线性能评价(吞吐率、加速比、效率)、解决流水线瓶颈问题方法、相关(数据相关、名相关、控制相关)、换名技术、流水线冲突(结构冲突、数据冲突、控制冲突)、流水线互锁机制、定向技术、指令调度、预测分支失败、预测分支成功、延迟分支(从前调度、从失败处调度、从成功处调度)、流水寄存器、3种向量处理方式(横向、纵向、纵横)、链接技术。

简答题1.流水技术有哪些特点?(答出4个即可)(知识点:流水线)答:1.将处理过程分解为若干子过程,由专门的功能部件来实现,2各段的时间尽可能相等,3各部件间都有一个缓冲寄存器,4适用于大量重复的时序过程,5需要通过时间和排空时间。

2.什么是静态流水线?什么是动态流水线?(知识点:静态流水线、动态流水线)答:同一时间段内,多功能流水线中的各段只能按同一种功能的连接方式工作;同一时间段内,多功能流水线中的各段可以按照不同的方式连接同时执行多种功能。

3.什么是单功能流水线?什么是多功能流水线?(知识点:单功能流水线、多功能流水线)答:只能完成一种固定功能的流水线。

流水线的各段可以进行不同的连接,以实现不同的功能。

4.什么是线性流水线?什么是非线性流水线?(知识点:线性流水线、非线性流水线)答:流水线的各段串行连接,没有反馈回路。

流水线中除了有串行的连接外,还有反馈回路。

5.列举3种相关。

(知识点:相关)答:数据相关,名相关,控制相关。

6.流水线中有哪三种冲突?各是什么原因造成的?(知识点:流水线冲突)答:结构冲突,硬件资源满足不了指令重叠执行的要求;数据冲突,指令在流水线中重叠执行时需要用到前面指令的执行结果;控制冲突,流水线遇到分支指令和其他会改变PC值的指令。

7.选择至少2种解决流水线结构冲突的方法简述。

计算机系统结构作业答案第三章(张晨曦)

计算机系统结构作业答案第三章(张晨曦)

计算机系统结构作业答案第三章(张晨曦)3.1 -3.3为术语解释等解答题。

3.4 设一条指令的执行过程分为取指令,分析指令和执行指令3个阶段,每个阶段所需时间分别为ΔT, ΔT, 2ΔT,分别求出下列各种情况下,连续执行N条指令所需的时间。

(1) 顺序执行方式(2) 只有“取指令”与“执行指令”重叠(3) “取指令”,“分析指令”与“执行指令”重叠解:(1) 4NΔT(2) (3N+1) ΔT(3) 2(N+1) ΔT3.6 解决流水线瓶颈问题有哪两种常用方法?解:(1) 细分瓶颈段将瓶颈段细分为若干个子瓶颈段(2) 重复设置瓶颈段重复设置瓶颈段,使之并行工作,以此错开处理任务3.9 列举下面循环中的所有相关,包括输出相关,反相关,真数据相关。

for(i = 2; i < 100; i=i+1){a[i] = b[i] + a[i]; -----(1)c[i+1] = a[i] + d[i]; -----(2)a[i-1] = 2*b[i]; -----(3)b[i+1] = 2*b[i]; -----(4)}解:输出相关:第k次循环时(1)与第k+1轮时(3)反相关:第k次循环时(1)和(2)与第k-1轮时(3)真数据相关:每次循环(1)与(2),第k次循环(4)与k+1次循环(1),(3),(4)3.12 有一指令流水线如下所示50ns 50ns 100ns 200ns(1)求连续如入10条指令的情况下,该流水线的实际吞吐率和效率(2)该流水线的“瓶颈”在哪一段?请采用两种不同的措施消除此“瓶颈”。

对于你所给出的两种新的流水线连续输入10条指令时,其实际吞吐率和效率各是多少?解:(1)(m表示流水线级数,n 表示任务数)(2)瓶颈在3、4段。

方法一:变成八级流水线(细分)11.7e8方法二:变成两级流水线(合并)方法三:将段1、2 合并为一段,段4 细化流水为两段方法四:重复设置部件,设置2个部件3,4个部件4,和第一种方法结果相同3.14 有一条静态多功能流水线由5段组成,加法用1、3、4、5段,乘法用1、2、5段,第3段时间为2Δt,其余各段时间均为Δt,而且流水线的输出可以直接返回输入端或暂存于相应的流水寄存器中,现要在该流水线上计算41()i iiA B =+∏,画出其时空图,并计算其吞吐率、急速比和效率。

(完整版)第3章计算机网络体系结构(习题答案)

(完整版)第3章计算机网络体系结构(习题答案)

第3章计算机网络体系结构一、填空题1.协议主要由(语法)、(语义)和(同步)三个要素组成。

2.OSI模型分为(物理层)、(数据链路层)、(网络层)、(传输层)、(会话层)、(表示层)和(应用层)七个层次。

3.OSI模型分为(资源子网)和(通信子网)两个部分。

4.物理层定义了(机械特性)、(电气特性)、(功能特性)和(规程特性)四个方面的内容。

5.数据链路层处理的数据单位称为(帧)。

6.数据链路层的主要功能有(链路管理)、(成帧)、(信道共享)、(帧同步)、(流量控制)、(差错控制)、(透明传输)和(寻址)。

7.在数据链路层中定义的地址通常称为(硬件地址)或(物理地址)。

8.网络层所提供的服务可以分为两类:(面向连接的)服务和(无连接的)服务。

9.传输层的功能包括(服务选择)、(连接管理)、(流量控制)、(拥塞控制)和(差错控制)等。

二、名词解释同步协议实体对等层对等层通信服务 CIDR 协议数据单元服务数据单元同步同步指的是广义的、在一定条件下发生什么事情的特性,而且条件和时间有关,具有时序的含义。

协议计算机网络中意图进行通信的结点必须要遵守一些事先约定好的规则。

这些为进行数据交换而建立的规则、标准或约定即称为协议,也称为网络协议。

实体任何接收或者发送数据的硬件单元或者软件进程模块都可以称为通信实体,简称实体。

对等层不同的网络结点,若它们遵循的是同一种网络体系结构的话,那么在不同结点上完成同样功能的层次称为对等层。

对等层通信在分层的网络体系结构中,每个层次只知道自己从上层接收来数据并处理后再传递给下一层,结果通信目的方该层次的对等层就收到与己方处理的一模一样的数据。

就好像在两个对等层之间有一条“通道”直接把数据传送过去一样,这种情况就称为对等层通信。

服务下一层能被上一层看见的功能称为服务。

协议数据单元、服务数据单元对等层上传送的数据单位称为协议数据单元,而直接相邻的两个层次之间交换的数据单位称为服务数据单元。

计算机系统结构--《张晨曦、王志英》课后习题参考答案

计算机系统结构--《张晨曦、王志英》课后习题参考答案

第1章计算机系统结构的基本概念1.1 解释下列术语层次机构: 按照计算机语言从低级到高级的次序, 把计算机系统按功能划分成多级层次结构, 每一层以一种不同的语言为特征。

这些层次依次为: 微程序机器级, 传统机器语言机器级, 汇编语言机器级, 高级语言机器级, 应用语言机器级等。

虚拟机: 用软件实现的机器。

翻译: 先用转换程序把高一级机器上的程序转换为低一级机器上等效的程序, 然后再在这低一级机器上运行, 实现程序的功能。

解释: 对于高一级机器上的程序中的每一条语句或指令, 都是转去执行低一级机器上的一段等效程序。

执行完后, 再去高一级机器取下一条语句或指令, 再进行解释执行, 如此反复, 直到解释执行完整个程序。

计算机系统结构: 传统机器程序员所看到的计算机属性, 即概念性结构与功能特性。

在计算机技术中, 把这种本来存在的事物或属性, 但从某种角度看又好像不存在的概念称为透明性。

计算机组成: 计算机系统结构的逻辑实现, 包含物理机器级中的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。

计算机实现: 计算机组成的物理实现, 包括处理机、主存等部件的物理结构, 器件的集成度和速度, 模块、插件、底板的划分与连接, 信号传输, 电源、冷却及整机装配技术等。

系统加速比: 对系统中某部分进行改进时, 改进后系统性能提高的倍数。

Amdahl定律: 当对一个系统中的某个部件进行改进后, 所能获得的整个系统性能的提高, 受限于该部件的执行时间占总执行时间的百分比。

程序的局部性原理: 程序执行时所访问的存储器地址不是随机分布的, 而是相对地簇聚。

包括时间局部性和空间局部性。

CPI: 每条指令执行的平均时钟周期数。

测试程序套件: 由各种不同的真实应用程序构成的一组测试程序, 用来测试计算机在各个方面的处理性能。

存储程序计算机: 冯·诺依曼结构计算机。

其基本点是指令驱动。

程序预先存放在计算机存储器中, 机器一旦启动, 就能按照程序指定的逻辑顺序执行这些程序, 自动完成由程序所描述的处理工作。

计算机系统结构(第2版(课后习题答案

计算机系统结构(第2版(课后习题答案

word 文档下载后可自由复制编辑你计算机系统结构清华第 2 版习题解答word 文档下载后可自由复制编辑1 目录1.1 第一章(P33)1.7-1.9 (透明性概念),1.12-1.18 (Amdahl定律),1.19、1.21 、1.24 (CPI/MIPS)1.2 第二章(P124)2.3 、2.5 、2.6 (浮点数性能),2.13 、2.15 (指令编码)1.3 第三章(P202)3.3 (存储层次性能), 3.5 (并行主存系统),3.15-3.15 加 1 题(堆栈模拟),3.19 中(3)(4)(6)(8)问(地址映象/ 替换算法-- 实存状况图)word 文档下载后可自由复制编辑1.4 第四章(P250)4.5 (中断屏蔽字表/中断过程示意图),4.8 (通道流量计算/通道时间图)1.5 第五章(P343)5.9 (流水线性能/ 时空图),5.15 (2种调度算法)1.6 第六章(P391)6.6 (向量流水时间计算),6.10 (Amdahl定律/MFLOPS)1.7 第七章(P446)7.3 、7.29(互连函数计算),7.6-7.14 (互连网性质),7.4 、7.5 、7.26(多级网寻径算法),word 文档下载后可自由复制编辑7.27 (寻径/ 选播算法)1.8 第八章(P498)8.12 ( SISD/SIMD 算法)1.9 第九章(P562)9.18 ( SISD/多功能部件/SIMD/MIMD 算法)(注:每章可选1-2 个主要知识点,每个知识点可只选 1 题。

有下划线者为推荐的主要知识点。

)word 文档 下载后可自由复制编辑2 例 , 习题2.1 第一章 (P33)例 1.1,p10假设将某系统的某一部件的处理速度加快到 10倍 ,但该部件的原处理时间仅为整个运行时间的40%,则采用加快措施后能使整个系统的性能提高多少?解:由题意可知: Fe=0.4, Se=10,根据 Amdahl 定律S n To T n1 (1Fe )S n 1 10.6 0.4100.64 Fe Se 1.56word 文档 下载后可自由复制编辑例 1.2,p10采用哪种实现技术来求浮点数平方根 FPSQR 的操作对系统的性能影响较大。

计算机系统结构_第三章练习 答案

计算机系统结构_第三章练习 答案

第三章练习题(1)一、单项选择题在下面各题的4个备选答案中,只有一个答案是正确的,请把正确答案的标号(A~D)填入题后面的括号中。

1.程序员编写程序时使用的访存地址是()。

A.物理地址B.有效地址C.逻辑地址D.主存地址2.虚拟存储器通常采用的地址映像是(D )。

A.全相联、组相联和直接映像B.直接映像C.组相联映像D.全相联映像3.不属于堆栈型替换算法是()。

A.近期最少使用替换算法B.先进先出替换算法C.最优替换算法D.近期最久未使用替换算法4.确保提高虚拟存储器的主存命中率的途径是()。

A.采用LFU替换算法并增大页面数B.采用FIFO替换算法并增大页面C.采用FIFO替换算法并增大页面数D.采用LRU替换算法并增大页面5.虚拟存储器主要是为了解决()问题。

A.便于程序的“访存操作”B.扩大存储系统的容量和提高存储系统的速度C.提高存储系统的速度D.扩大存储系统的容量6.与虚拟存储器的等效访问速度无关的是()。

A.辅存的容量B.主存的容量C.页面替换算法D.访存页地址流二、填空题1.使二级存储系统的等效访问速度接近于第一级存储器访问速度的依据是程序的(局部性原理),它包括(时间局部性)和(空间局部性)两个方面。

2.程序的空间局部性是指程序通常是(顺序)存储和执行的,程序使用的数据通常是(簇聚或集中)存储的。

3.假设T1和T2分别是CPU访问到M1和M2中信息所需要的时间,H为命中M1的概率,则由M1和M2构成的二级存储系统的等效访问时间应当表示为(H*T1+(1-H)*T2)。

4.存储器速度性能可以采用存储器的(频宽)衡量,它是存储器单位时间能够访问的信息量。

5.虚拟存储器的存储管理方式有(页式)、(段式)和(段页式)三种。

6.页式虚拟存储器把(程序“虚拟”)空间和(主存储器“物理实”)空间都分成相同大小的页。

7.当两个虚拟空间的页面要求装入同一个主存页面的位置,称为(实页冲突或页面争用)。

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第三章练习题(1)一、单项选择题在下面各题的4个备选答案中,只有一个答案是正确的,请把正确答案的标号(A~D)填入题后面的括号中。

1.程序员编写程序时使用的访存地址是()。

A.物理地址B.有效地址C.逻辑地址D.主存地址2.虚拟存储器通常采用的地址映像是(D )。

A.全相联、组相联和直接映像B.直接映像C.组相联映像D.全相联映像3.不属于堆栈型替换算法是()。

A.近期最少使用替换算法B.先进先出替换算法C.最优替换算法D.近期最久未使用替换算法4.确保提高虚拟存储器的主存命中率的途径是()。

A.采用LFU替换算法并增大页面数B.采用FIFO替换算法并增大页面C.采用FIFO替换算法并增大页面数D.采用LRU替换算法并增大页面5.虚拟存储器主要是为了解决()问题。

A.便于程序的“访存操作”B.扩大存储系统的容量和提高存储系统的速度C.提高存储系统的速度D.扩大存储系统的容量6.与虚拟存储器的等效访问速度无关的是()。

A.辅存的容量B.主存的容量C.页面替换算法D.访存页地址流二、填空题1.使二级存储系统的等效访问速度接近于第一级存储器访问速度的依据是程序的(局部性原理),它包括(时间局部性)和(空间局部性)两个方面。

2.程序的空间局部性是指程序通常是(顺序)存储和执行的,程序使用的数据通常是(簇聚或集中)存储的。

3.假设T1和T2分别是CPU访问到M1和M2中信息所需要的时间,H为命中M1的概率,则由M1和M2构成的二级存储系统的等效访问时间应当表示为(H*T1+(1-H)*T2)。

4.存储器速度性能可以采用存储器的(频宽)衡量,它是存储器单位时间能够访问的信息量。

5.虚拟存储器的存储管理方式有(页式)、(段式)和(段页式)三种。

6.页式虚拟存储器把(程序“虚拟”)空间和(主存储器“物理实”)空间都分成相同大小的页。

7.当两个虚拟空间的页面要求装入同一个主存页面的位置,称为(实页冲突或页面争用)。

8.虚拟存储器发生页面失效时,需要进行外部地址变换,把虚地址变换为(辅存物理地址)。

9.当发生页面失效,同时又发生(实页冲突)时,需要页面替换。

10.当每次访存时都发生(调入页面(页面失效))时,称为“颠簸”,它将使命中率大大降低。

11.页式虚拟存储器中,影响命中率的主要因素有:访存页地址流,(页面替换算法)和分配给该程序的(主存页面数)。

12.在FIFO、OPT和LFU替换算法中,属于堆栈型算法的是(OPT)和(LFU)。

13.只要是堆栈型替换算法,增大分配给程序的(主存页面数),主存的命中率就会(单调上升)。

三、判断题判断下列各题的叙述是否正确,正确的叙述在括号内打“√”;错误的叙述在括号内打“⨯”;并简述错误的理由。

1.并行主存系统的组织方式采用多体单字方式比采用单体多字方式能够获得较高的实际频宽。

(√)2.采用高位交叉访问方式的主要目的是用来提高存储器访问速度,而采用低位交叉访问存储器的主要目的是用来扩大存储器容量。

(⨯)采用低位交叉访问方式的主要目的是用来提高存储器访问速度,而采用高位交叉访问存储器的主要目的是用来扩大存储器容量。

3.当访存发生页面失效时,就需要进行页面替换。

(⨯)当发生页面失效,同时又发生主存页面或主存空间完全被占用时,才需要页面替换。

当发生主存页面冲突时,才需要进行页面替换。

4.FIFO、LFU和OPT等替换算法都是根据虚页的过去使用情况来确定被替换页的。

(⨯)OPT是选择将来最久不被访问的页面作为替换页面,因此不是基于历史。

FIFO和LFU是根据虚页的过去使用情况来确定被替换页的。

OPT替换算法是根据“虚页”将来被使用的情况来确定被“替换页”的。

5.存储系统的地址映像实际上就是地址变换。

(⨯)二者是不一样的:地址映像是把虚拟地址空间映像到主存地址空间,具体地说,就是把用户用虚拟地址编写的程序按照某种规则装入到主存储器中,并建立多用户虚地址与实存地址之间的对应关系;地址变换是在程序被装入主存后,在实际运行中,把多用户虚地址变换成主存实地址(内部地址变换)或磁盘存储器地址(外部地址变换)地址映像是虚拟、真实地址的对应关系或规则,地址变换是按照某种地址映像关系由虚拟地址找到真实地址的变换机构及其变换过程。

四、应用题1.由3个访问速度、存储容量和每位价格都不相同的存储器构成一个存储系统。

3个存储器M 1、M 2和M 3的访问周期分别为T 1、T 2和T 3,存储容量分别为S 1、S 2和S 3,每位价格分别为C 1、C 2和C 3,M 1靠近CPU 。

(1)写出这个三级存储系统的等效访问时间T 、等效存储容量S 和等效每位价格C 的表达式。

设命中率分别为H1,H2,1-H1-H2等效访问时间T=H1*T1+H2*T2+(1-H1-H2)*T3等效存储容量S=S1+S2+S3等效单位价格C=(C1*S1+C2*S2+C3*S3)/(S1+S2+S3)(2)在什么条件下,整个存储系统的平均每位价格接近C 3?当S3>>S1且S3>>S2时,C 接近C33323133223113213322111231C S S S S C S S C S S C S S S S C S C S C C S S S ≈+++⋅+⋅=++⋅+⋅+⋅=>>>>2.假设二级虚拟存储器的T 1=10-5s ,T 2=10-2s ,为了使存储器的访问效率e 达到最大值的80%,命中率H 要求达到多少?T=H*T1+(1-H)*T2e=T1/T=T1/ [H*T1+(1-H)*T2]=1/[H+(1-H)*T2/T1]=>H=0.9997实际上,这样高的命中率是很难达到的。

提高二级存储器的访问速度(即减小等效访问时间T )有两个途径,一个是减小第一级存储器的访问周期T1(即采用速度更快的第一级存储器);另一个是提高访问效率e 。

访问效率e 又与命中率H 以及两级的访问速度比T 2/T 1有关。

如果两级存储器的访问周期T 1和T 2不变,那么二级虚拟存储器的等效速度将依赖于命中率H 。

影响H 的主要因素有:“访存地址流”、替换算法、分配给程序的主存页面数等。

3.假设有一个二级虚拟存储器,CPU 访问主存M 1和辅助存储器M 2的平均访问时间分别为T 1=1μs 和T 2=1ms 。

经过实际测量,此虚拟存储器平均访问时间为T=100μs 。

试提出使虚拟存储器平均访问时间下降到10μs 的几种方法。

由 T=H·T1+(1-H)·T2得 命中率H=(T-T2) / (T1-T2)=(100-1000)/(1-1000)=0.901(1)当H= 0.901时,提高主存速度,极限情况使T1=0,此时,T=H·T1+(1-H)·T2=(1-0.901)·1ms≈99us>>10us,因此不能用这种方式。

(2)当 T1与T2一定时,提高命中率H 。

设T=10us, 则 H=(T-T2) / (T1-T2)=(10-1000)/(1-1000)=0.991为此,须从改进替换算法和调度策略,调整页面大小,提高主存容量等多方面综合采取措施。

其中,替换算法和调度策略主要是在软件上增加代价,调整页面大小可能会增加辅助硬件的代价,而提高主存容量主要是增加硬件的代价,辅助硬件的代价也可能会略有增加。

解:二级虚拟存储器的平均访问周期:21)1(T H T H T ⋅-+⋅=一般的情况有T 1<<T 2,因此,降低T 的途径有两种,一种是提高命中率H ;另一种是减小M 1和M 2的平均访问时间T 1和T 2。

即采用速度更高的主存和辅助存储器。

根据实际测量得到的T=100μs 和题目给出的T 1=1μs 和T 2=1ms 。

代入上面公式可以得到主存的命中率为:901.0111001122=--=--=sms s ms T T T T H μμ 在主存命中率H=0.901的情况下,改用更高速度的主存器件,即使能够做到T 1=0,得到的虚拟存储器的平均访问时间为:s ms T H T μ991)901.01()1(2=⨯-=⋅-=仍然远远大于要求的10μs 。

因此,单纯的提高主存器件的工作速度是达不到要求的。

s s s H T H T T μμμ9.91901.011901.010112=-⨯-=-⋅-= 所以:采用平均访问时间为T 2=91.9μs 的辅助存储器可以达到题目的要求。

即:将辅助存储器的平均访问时间由T 2=1ms 降低为T 2=91.9μs 就可以使得虚拟存储器的平均访问时间为T=10μs 。

另外考虑:如果要达到T=10μs ,在主存和辅助存储器的参数不变情况下,则要求主存的命中率要达到:991.011101122=--=--=sms s ms T T T T H μμ 由上面分析可以知道,提高虚拟存储器的等效访问速度的途径有两种:第一种是提高辅助存储器的访问速度;第二种是提高主存命中率。

提高主存命中率需要从改进替换算法、主存页面调度分配、页面大小的调整以及提高主存容量等方面综合采取措施。

4.假设主存每个存储体的存取周期为2μs ,存储字长为4B ,采用m 个存储体低位地址交叉编址。

由于各种原因,主存实际频宽只能够达到最大频宽的0.6倍,现在要求主存实际频宽为4MB/s ,问主存储器的存储体的分体数应当取多少?Bm=W*m/T M其中,Bm 为最大频宽:存储器连续访问时的频宽W 为存储体的字长m 为并行工作的存储体数T M (存储周期)为连续启动一个存储体所需要的间隔时间,它一般总比TA (访问时间)大。

所以:最大频宽=4/0.6=6.6mb/s4/1024/1024*m/2/1000/1000=4/0.6因此:m=4SB m μ24⨯=⨯=单个存储体频宽分存储体数存储器的最大频宽 s MB s B m 4246.06.0≥⨯⨯=⨯=μ最大频宽实际的频宽。

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