Cache写操作有哪两种方式

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上善若水. 发表于 2022/09/11 19:28:31 2022/09/11
【摘要】 单片存储器芯片的容量有限,很难满足实际需要,因此必须将若干存储芯片连接在一起才能组成足够容量的存储器。存储器的扩展通常有位扩展和字扩展,什么是字扩展,什么是位扩展?请举例简要说明位扩展:增加存储器的字长,例如两个1K * 4位的存储芯片构成1个1K*8位的存储器;字扩展:增加存储器的字数,例如两个1K * 8位的存储芯片构成1个2K * 8位的存储器;通常字扩展和位扩展两种方式混合使用。熟虑...

单片存储器芯片的容量有限,很难满足实际需要,因此必须将若干存储芯片连接在一起才能组成足够容量的存储器。
存储器的扩展通常有位扩展和字扩展,什么是字扩展,什么是位扩展?请举例简要说明
位扩展:增加存储器的字长,例如两个1K * 4位的存储芯片构成1个1K*8位的存储器;
字扩展:增加存储器的字数,例如两个1K * 8位的存储芯片构成1个2K * 8位的存储器;
通常字扩展和位扩展两种方式混合使用。

熟虑掌握存储器的扩展,包括地址空间分配、地址线的连接、数据线的连接、片选信号的产生及连接等;
假设欲检测的二进制代码为n位,为了使其具有1位的纠错能力,需添加K位检测位,组成n+k位的代码。问,应添加多少位检测位?
应添加的检测位位数:2的k次方大于等于n+k+1。
因为要使其有1位的检测能力,必须使用k位来说明n+k位到底哪一位出现了错误,k位能表达的数量为2的k次方,而n+k位到底哪一位
出现了错误或者是全部正确,共有n+k+1种状况,因此,k的取值需要满足:2的k次方大于等于n+k+1

对于汉明码,应熟练掌握汉明码的编码方式(按照配偶或配奇的原则),以及给出汉明码,得到要传送的原始信息(包括纠错过程)。

提高访存速度的三种方式。
采用高速元器件;
采用存储层次结构:cache-主存结构;
调整主存结构:包括单体多字,多体并行两种方式。

简述单体多字的存储系统的工作原理,及其优点。
单体多字存储系统一次访存取出多个CPU字,即存储字为CPU字的n倍(假设一次访存取出n个cpu字)。
优点是:显著提高了存储器带宽。

多体并行系统有哪两种编址方式?请简要说明其编址方式及其优点。
高位交叉编址方式:存储体的编址方式为顺序存储,即一个存储体存满后,再存入下一个;存储单元地址的高位为存储体的编号。
高位交叉编址并不能提高单次访存速度,但能使多应用并行访存,提高系统的并发性。

低位交叉编址方式:存储体的编址方式为交叉存储。即程序连续存放在相邻的存储体之中。存储单元地址的低位为存储体的编号。
低位交叉编址能显著提高单次访存速度。

在四位低位交叉编址中,假设存取周期为T,总线传输周期为τ,为了实现流水线方式存储,应满足什么条件?如果连续读取四个字,所需要的时间是多少?
T= 4τ
连续读取四个字,所需要的时间为T + (4-1)τ
注意:假设不是低位交叉编址,而是高位交叉编址,连续读取四个字所需要的时间仍然为4T。

需要大家掌握多体并行存储器在高位交叉编址(顺序存储)和低位交叉编址(交叉存储)的情况下,存储器带宽的计算方式。

在CPU和内存之间引入cache的原因。
免cpu空等I/O访存;
缓解CPU和主存速度不匹配的问题。

什么是程序的局部性原理。
CPU从主存取指令或数据,在一定时间内,只是对主存局部地址区域访问。

Cache命中率、平均访问时间以及访问效率的计算。

Cache写操作有哪两种方式?
写直达法:写操作既写入Cache又写入主存;
写回法:只把数据写入Cache而不写入主存,当Cache中数据被替换出去之后才写入主存。

将主存地址映射到Cache地址称为地址映射,常见的Cache映射方式有哪几种?
直接映射、全相联映射、组相联映射。

直接映射的优缺点?
优点:地址变换速度快。缺点:cache利用率不高,块冲突率高;

、全相联映射的优缺点?
优点:cache利用率高,块冲突率低。缺点:地址变换复杂,需要较多的硬件。

、需要大家掌握各种映射方式之下,写出主存地址格式、cache地址格式,以及主存地址向cache地址的转换。

、Cache常用的替换算法有哪些?哪个命中率最高?
)先进先出、近期最少使用算法和随机替换算法;
)命中率最高的是近期最少使用算法;

、磁盘的三地址结构包括哪些?
柱面、磁头号和扇区号

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