44.（15分）某计算机采用页式虚拟存储管理方式，按字节编址。CPU进行存储访问的过程如题44图所示。 根据题 44 图回答下列问题。 （1）主存物理地址占多少位? （2）TLB采用什么映射方式?TLB用 SRAM还是DRAM实现? （3）Cache采用什么映射方式?若 Cache 采用 LRU替换算法和回写（Write Back）策略，则 Cache 每行中除数据（Data）、Tag 和有效位外，还应有哪些附加位? Cache总容量是多少?Cache 中有效位的作用是什么? （4）若CPU给出的虚拟地址为0008 C040H，则对应的物理地址是多少?是否在 Cache 中命中?说明理由，若 CPU给出的虚拟地址为 0007 C260H，则该地址所在主存块映射到的 Cache组号是多少?
【参考答案及解析】
（1）物理地址由实页号和页内地址拼接，因此其位数为 16+12=28;或直接可得 20+3+5=28。 （2）TLB采用全相联映射，可以把页表内容调入任一块空 TLB项中，TLB中每项都有一个比较器，没有映射规则，只要空闲就行。TLB采用静态存储器 SRAM，读写速度快，但成本高，多用于容量较小的高速缓冲存储器。 （3）图中可以看到，Cache 中每组有两行，故采用 2 路组相联映射方式。因为是2路组相联并采用 LRU 替换算法，所以每行（或每组）需要1位 LRU 位;因为采用回写策略，所以每行有1 位修改位. （脏位）， 根据脏位判断数据是否被更新， 如果脏位为1则需要写回内存. 28 位物理地址中 Tag字段占20位，组索引字段占3位，块内偏移地址占5位，故Cache共有23=8组，每组2行，每行有 25=32B;故Cache 总容量为8×2×（20+1+1+1+32×8）=4464位=558字节。 Cache 中有效位用来指出所在 Cache 行中的信息是否有效。 （4）虚拟地址分为两部分∶ 虚页号、页内地址;物理地址分为两部分∶实页号、页内地址。利用虚拟地址的虚页号部分夫香找 TLB 表（缺失时从页表调入），将实页号取出后和虚拟地址的页内地址拼接，就形成了物理地址。虚页号 008CH恰好在 TLB 表中对应实页号 0040H（有效位为 1，说明存在），虚拟地址的后 3 位为页内地址 040H，则对应的物理地址是0040040H。物理地址为 0040040H，其中高20位 00400H为标志字段，低5位 00000B为块内偏移量，中间 3位 010B为组号2，因此将 00400H与 Cache 中的第2组两行中的标志字段同时比较，可以看出，虽然有一个Cache 行中的标志字段与00400H相等，但对应的有效位为 0，而另一Cache 行的标志字段与00400H不相等，故访问 Cache 不命中。 因为物理地址的低 12位与虚拟地址低 12 位相同，即为 0010 0110 0000B。根据物理地址的结构，物理地址的后八位. 01100000B的前三位 011B是组号，因此该地址所在的主存映射到Cache 组号为3。
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（1）物理地址由实页号和页内地址拼接，因此其位数为 16+12=28;或直接可得 20+3+5=28。 （2）TLB采用全相联映射，可以把页表内容调入任一块空 TLB项中，TLB中每项都有一个比较器，没有映射规则，只要空闲就行。TLB采用静态存储器 SRAM，读写速度快，但成本高，多用于容量较小的高速缓冲存储器。 （3）图中可以看到，Cache 中每组有两行，故采用 2 路组相联映射方式。因为是2路组相联并采用 LRU 替换算法，所以每行（或每组）需要1位 LRU 位;因为采用回写策略，所以每行有1 位修改位. （脏位）， 根据脏位判断数据是否被更新， 如果脏位为1则需要写回内存. 28 位物理地址中 Tag字段占20位，组索引字段占3位，块内偏移地址占5位，故Cache共有23=8组，每组2行，每行有 25=32B;故Cache 总容量为8×2×（20+1+1+1+32×8）=4464位=558字节。 Cache 中有效位用来指出所在 Cache 行中的信息是否有效。 （4）虚拟地址分为两部分∶ 虚页号、页内地址;物理地址分为两部分∶实页号、页内地址。利用虚拟地址的虚页号部分夫香找 TLB 表（缺失时从页表调入），将实页号取出后和虚拟地址的页内地址拼接，就形成了物理地址。虚页号 008CH恰好在 TLB 表中对应实页号 0040H（有效位为 1，说明存在），虚拟地址的后 3 位为页内地址 040H，则对应的物理地址是0040040H。物理地址为 0040040H，其中高20位 00400H为标志字段，低5位 00000B为块内偏移量，中间 3位 010B为组号2，因此将 00400H与 Cache 中的第2组两行中的标志字段同时比较，可以看出，虽然有一个Cache 行中的标志字段与00400H相等，但对应的有效位为 0，而另一Cache 行的标志字段与00400H不相等，故访问 Cache 不命中。 因为物理地址的低 12位与虚拟地址低 12 位相同，即为 0010 0110 0000B。根据物理地址的结构，物理地址的后八位. 01100000B的前三位 011B是组号，因此该地址所在的主存映射到Cache 组号为3。
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