问答题
假设有一个具有如下属性的系统：
·存储器是字节寻址的。
·存储器访问是对1字节字的(而不是4字节字)。
·地址宽12位。
·高速缓存是2路组相联的(E=2)，块大小为4字节(B=4)，有4个组(S=4)。
高速缓存的内容如图1所示，所有地址、标记和值都以十六进制表示。
·存储器是字节寻址的。
·存储器访问是对1字节字的(而不是4字节字)。
·地址宽12位。
·高速缓存是2路组相联的(E=2)，块大小为4字节(B=4)，有4个组(S=4)。
高速缓存的内容如图1所示，所有地址、标记和值都以十六进制表示。
问答题
图2给出了一个地址的格式(每个小框表示一位)，请指出用来确定下列信息的字段(在图中标识出来)：
CO 高速缓存块内偏移
CI 高速缓存组索引
CT 高速缓存标记
CO 高速缓存块内偏移
CI 高速缓存组索引
CT 高速缓存标记
【正确答案】组相联映射中，主存地址高位到低位划分为3部分：标记、组号、块内字地址，该3个字段位数分别为
块内字地址=log2(块大小)=log2(4)=2
组号=log2(Cache组数)=10g2(4)=2
标记：主存地址的其余位=12-2-2=8
所以，答案如下图3所示。
块内字地址=log2(块大小)=log2(4)=2
组号=log2(Cache组数)=10g2(4)=2
标记：主存地址的其余位=12-2-2=8
所以，答案如下图3所示。
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图3 主存地址的格式
【答案解析】
问答题
对于下面每个存储器访问，当它们是按照列出来的顺序执行时，请指出是高速缓存命中还是不命中。如果可以从高速缓存中的信息推断出来，请给出读出的值。
| 操作 | 地址 | 命中? | 读出的值(或者未知) |
| 读 | 0x409 | ||
| 写 | 0x40A | ||
| 读 | 0x833 |
【正确答案】高速缓存确定一个请求是否命中，取决于两个条件：①有效位为1；②高速缓存行中的标记位必须与地址中的标记位相匹配。
Ⅱ．然后抽取出被请求的字的过程，分为三步：①组选择；②行匹配；③字抽取。
读0x409，如图4所示。
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图4 读0x409
组号2，块内地址1，标记40。
Ⅰ．不存在有效位为1同时标记位与地址中标记位匹配的行，所以未命中。
写0x40A，如图5所示。
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图5 写0x40A
组号2，块内地址2，标记40。
Ⅰ．上次访问未命中后，系统会把该数据块调入高速缓存中，有效位改为1，块内内容未知，如图6所示。此时存在有效位为1，且同时标记位与地址中标记位匹配的行，所以命中。
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图6
Ⅱ．根据块偏移就能选出起始字节。但具体内容题目没有给出。
写0x833，如图7所示。
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图7 写0x833
组号0，块内地址3，标记83。
Ⅰ．第0组存在有效位为1同时标记位与地址中标记位匹配的行，所以命中。
Ⅱ．根据块偏移就能选出起始字节，读出D0。
综上所述，答案如下：
Ⅱ．然后抽取出被请求的字的过程，分为三步：①组选择；②行匹配；③字抽取。
读0x409，如图4所示。
组号2，块内地址1，标记40。
Ⅰ．不存在有效位为1同时标记位与地址中标记位匹配的行，所以未命中。
写0x40A，如图5所示。
组号2，块内地址2，标记40。
Ⅰ．上次访问未命中后，系统会把该数据块调入高速缓存中，有效位改为1，块内内容未知，如图6所示。此时存在有效位为1，且同时标记位与地址中标记位匹配的行，所以命中。
Ⅱ．根据块偏移就能选出起始字节。但具体内容题目没有给出。
写0x833，如图7所示。
组号0，块内地址3，标记83。
Ⅰ．第0组存在有效位为1同时标记位与地址中标记位匹配的行，所以命中。
Ⅱ．根据块偏移就能选出起始字节，读出D0。
综上所述，答案如下：
| 操作 | 地址 | 命中否 | 读出的值(或者未知) |
| 读 | 0x409 | 未命中 | |
| 写 | 0x40A | 命中 | 未知 |
| 读 | 0x833 | 命中 | D0 |
【答案解析】