自考《計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》問答題總結(jié)（4）

1、在分體交叉存儲器中為什么實(shí)際頻寬不隨M增大而線性增大？

M大-數(shù)據(jù)總線長-負(fù)載重-增加門級數(shù)-增加延遲；

順序取指效率可提高M(jìn)倍，但出現(xiàn)轉(zhuǎn)移效率就會下降。

2、段式存儲管理的地址轉(zhuǎn)換過程。

程序號、段號、段內(nèi)偏移量

1）由程序號找到相應(yīng)的段表基址寄存器，查到段表始址和段表長度。

2）檢查是否越界，正常轉(zhuǎn)3

3）由段表始址和段號找到裝入位等相應(yīng)表項(xiàng)

4）裝入位為1轉(zhuǎn)5，否則產(chǎn)生缺頁中斷

5）主存地址+段內(nèi)偏移=物理地址

3、段頁式存儲管理的地址轉(zhuǎn)換過程

用戶標(biāo)志、段號、頁號、頁內(nèi)偏移

1）用戶標(biāo)志-段基址寄存器

2）檢查是否越界

3）找到段表中表項(xiàng)

4）檢查裝入位，段長

5）找到頁表中表項(xiàng)

6）檢查裝入位

7）實(shí)頁號+頁內(nèi)偏移=有效地址

4、段式存儲管理優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：并行編程，縮短時(shí)間；相對獨(dú)立，易于維護(hù)；實(shí)現(xiàn)虛擬存儲；便于共享和分段保護(hù)。

缺點(diǎn)：主存利用率低；降低了訪寸速度；空閑區(qū)管理復(fù)雜；查表速度慢。

5、分頁方式的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：表項(xiàng)短，減少訪表時(shí)間；零頭少；速度快。

缺點(diǎn)：強(qiáng)制分頁，不利于存儲保護(hù)和擴(kuò)充；有效地址生成慢。

6、段頁式管理的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：具有段式、頁式優(yōu)點(diǎn)

缺點(diǎn)：有效地址形成慢。

7、為什么要發(fā)展存儲體系

單一工藝的存儲器件不能同時(shí)滿足容量、速度和價(jià)格的要求；并行主存系統(tǒng)效果有限。所以必須使用由多種不同工藝存儲器組成的存儲系統(tǒng)，從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上公斤，發(fā)展存儲體系。

8、頁面失效頻率算法的思想

某個(gè)程序的頁面失效率過高時(shí)就增加它的主存頁數(shù)，過少時(shí)就減少它的主存頁數(shù)，以提高總的主存利用率。

9、主存頁面表實(shí)現(xiàn)的變形LRU的過程

最近最久未使用算法

1）建立主存頁面表

2）用使用位表示是否被訪問過，置初值為0

3）訪問實(shí)頁，則其使用位置1

4）調(diào)入頁進(jìn)入占用位為0的實(shí)頁，將占用位置1

5）所有占用位為1，發(fā)生缺頁時(shí)，替換使用位為0的頁

6）使用位要全1時(shí)，強(qiáng)制全置0。

10、頁式管理中的主存頁面表和頁表是一張表嗎？

頁表是一個(gè)程序一張；主存頁面表是整個(gè)主存一張。

11、比較寫回法寫直達(dá)法

寫回法：信息只寫入CACHE，僅需要替換時(shí)才送回主存。節(jié)省開銷，但增加CACHE復(fù)雜性。

寫直達(dá)法：寫入CACHE時(shí)也寫入主存。開銷小，簡單，但浪費(fèi)時(shí)間。

12、CPU-Cache-主存層次，CPU-主存-輔存層次異同。

相同點(diǎn)：都需要地址映象表和地址變換機(jī)構(gòu)。

不同點(diǎn)：

1）前者為縮小CPU主存速度差，后者為擴(kuò)大主存容量；

2）前者硬件后者軟影結(jié)合實(shí)現(xiàn)地址變換；

3）前者用頁表后者用目錄表實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)地址映象表；

4）前者CPU與輔存之間無通路，后者缺頁時(shí)CPU采用換道辦法。

13、散列法實(shí)現(xiàn)快表的地址變換過程

1）A=H（Nv）

2）查找Nv時(shí)，經(jīng)同樣函數(shù)變成A，再找到Nv內(nèi)容。

3）地址變換時(shí)先查快表再查慢表

14、有Cache時(shí)，給出一個(gè)主存地址訪存過程

1）將主存與Cache分成大小相同的塊。

2）判斷要訪問的主存地址塊號是否在Cache中。

3）若在，變換為Cache號，訪問Cache。

4）若不在，將該信息由主存調(diào)入Cache和CPU。

5）若Cache已滿，則替換Cache信息，修改相應(yīng)表格。

15、比較Cache-主存層次的幾種地址變換方式

全相聯(lián)映象和變換。過程：主存分為塊號和塊內(nèi)地址；塊號同目錄表比較；相同則Cache塊號和塊內(nèi)地址形成Cache地址；不同則缺塊，調(diào)塊。目錄表長：Cache；寬：主存塊號+Cache塊號。優(yōu)點(diǎn)：塊沖突低，空間利用率最高；缺點(diǎn)：映象表長，查表速度慢。

直接映象及變換。過程：區(qū)號塊號塊內(nèi)地址；主存地址中截取Cache地址；根據(jù)塊號讀出目錄表中區(qū)號與主存地址區(qū)號比較；相等則命中否則訪主存。目錄表長：Cache；寬：主存地址位-Cache地址位。目錄表小，成本低速度快，但沖突概率大Cache利用率低。

組相映象及變換。區(qū)號組號塊號內(nèi)地址；用組號選組；對該組區(qū)號+塊號全相聯(lián)比較；找不到失敗找到則Cache塊號組號塊內(nèi)地址形成Cache地址。目錄表長2^ncb，Cache表大?。▍^(qū)號+2塊號）位（區(qū)號+塊號）位參與比較。集中全相聯(lián)和直接映象的優(yōu)點(diǎn)彌補(bǔ)它們的缺點(diǎn)，但塊沖突 全相聯(lián)，Cache利用率 全相聯(lián)，目錄表 直接方式。

16、什么是堆棧型的替換算法

滿足n

n =Lt時(shí)，Bt（n）=Bt（n+1）

n：分配給程序的實(shí)頁數(shù)

Bt（n）：t時(shí)刻在實(shí)頁中的頁面集合

Lt：t時(shí)刻處理過的不同的虛頁數(shù)

17、主存實(shí)際頻寬與模數(shù)m的關(guān)系是什么？原因？指令流與數(shù)據(jù)流隨機(jī)時(shí)，主存實(shí)際頻寬與模數(shù)m有什么關(guān)系？

主存實(shí)際頻寬隨模數(shù)增大而增大，但增量會減小。這是因?yàn)槌绦驎修D(zhuǎn)移，數(shù)據(jù)分布有隨機(jī)性。完全隨機(jī)時(shí)，大致成平方根關(guān)系增大。

18、CPU寫Cache時(shí)，會發(fā)生Cache與主存的對應(yīng)副本內(nèi)容不一致，如何解決？需增加什么開銷？

寫回法：僅Cache替換時(shí)才寫回主存。每個(gè)Cache塊需增加一個(gè)修改位的資源開銷。

寫直達(dá)法：同時(shí)寫入Cache和主存，需增加時(shí)間開銷。

19、二級虛擬儲存層次的等效訪問時(shí)間與主輔存訪問時(shí)間有什么關(guān)系？提高存儲層次的訪問速度，可采取的措施有哪些？

主輔存的訪問時(shí)間為T1和T2，等效訪問時(shí)間TA=HT1+（1-H）T2，H為主存命中率?？刹扇〉拇胧?。

TA 主存訪問周期時(shí)，可用改進(jìn)替換算法、增大主存容量等辦法來提高H；

H很高時(shí)，可降低T1；

加快地址映象和變換，如采用快慢表，增大快表命中率等。

20、解釋頁面失效、頁面爭用，什么時(shí)候同時(shí)發(fā)生，什么時(shí)候不同時(shí)發(fā)生？

虛頁不在主存中，會發(fā)生頁面失效。頁面調(diào)入主存時(shí)，其位置被其它虛頁占用，會發(fā)生頁面爭用。分配給程序的內(nèi)存被全部占用后，會同時(shí)發(fā)生。反之不同時(shí)發(fā)生。