計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)教程課后答案(已改無錯字)
2023-07-24 19:51:24 本頁面
【正文】 110 = 。 全局不命中率L1 = 不命中率L1 = ， 全局不命中率L2 = 不命中率L1不命中率L2 = = 。 給定以下的假設(shè)，試計算直接映象Cache和兩路組相聯(lián)Cache的平均訪問時間以及CPU的性能。由計算結(jié)果能得出什么結(jié)論？(1)，時鐘周期為2ns，；(2)兩者Cache容量均為64KB，塊大小都是32字節(jié)；(3)組相聯(lián)Cache中的多路選擇器使CPU的時鐘周期增加了10％；(4)這兩種Cache的不命中開銷都是80ns；(5)命中時間為1個時鐘周期；(6)％，％。解： 平均訪問時間＝命中時間＋不命中率不命中開銷平均訪問時間1路=+% *80=平均訪問時間2路=*(1+10%)+% *80=兩路組相聯(lián)的平均訪問時間比較低CPUtime=（CPU執(zhí)行+存儲等待周期）*時鐘周期CPU time=IC（CPI執(zhí)行+總不命中次數(shù)/指令總數(shù)*不命中開銷） *時鐘周期=IC（（CPI執(zhí)行*時鐘周期）+（每條指令的訪存次數(shù)*不命中率*不命中開銷*時鐘周期））CPU time 1way=IC(*2+**80)＝CPU time 2way=IC(*2+**80)＝相對性能比：。因此這里選擇兩路組相聯(lián) 假設(shè)一臺計算機(jī)具有以下特性：（1） 95％的訪存在Cache中命中；（2） 塊大小為兩個字，且不命中時整個塊被調(diào)入；（3） CPU發(fā)出訪存請求的速率為109字/s；（4） 25％的訪存為寫訪問；（5） 存儲器的最大流量為109字/s（包括讀和寫）；（6） 主存每次只能讀或?qū)懸粋€字；（7） 在任何時候，Cache中有30％的塊被修改過；（8） 寫不命中時，Cache采用按寫分配法?，F(xiàn)欲給該計算機(jī)增添一臺外設(shè)，為此首先想知道主存的頻帶已用了多少。試對于以下兩種情況計算主存頻帶的平均使用比例。（1） 寫直達(dá)Cache；（2） 寫回法Cache。解：采用按寫分配（1）寫直達(dá)cache訪問命中，有兩種情況：讀命中，不訪問主存；寫命中，更新cache和主存，訪問主存一次。訪問不命中，有兩種情況：讀不命中，將主存中的塊調(diào)入cache中，訪問主存兩次；寫不命中，將要寫的塊調(diào)入cache，訪問主存兩次，再將修改的數(shù)據(jù)寫入cache和主存，訪問主存一次，共三次。上述分析如下表所示。訪問命中訪問類型頻率訪存次數(shù)Y讀95%*75%=%0Y寫95%*25%=%1N讀5%*75%=%2N寫5%*25%=%3一次訪存請求最后真正的平均訪存次數(shù)=(%*0)+(%*1)+(%*2)+(%*3)＝已用帶寬=%（2）寫回法cache訪問命中,有兩種情況：讀命中，不訪問主存；寫命中，不訪問主存。采用寫回法，只有當(dāng)修改的cache塊被換出時，才寫入主存；訪問不命中,有一個塊將被換出，這也有兩種情況：如果被替換的塊沒有修改過，將主存中的塊調(diào)入cache塊中，訪問主存兩次；如果被替換的塊修改過，則首先將修改的塊寫入主存，需要訪問主存兩次；然后將主存中的塊調(diào)入cache塊中，需要訪問主存兩次，共四次訪問主存。訪問命中塊為臟頻率訪存次數(shù)YN95%*70%=%0YY95%*30%=%0NN5%*70%=%2NY5%*30%=%4所以：一次訪存請求最后真正的平均訪存次數(shù)=％*0＋%*0+%*2+%*4=已用帶寬＝13%(1)由Cube3(X3X2X1X0)= X3X2X1X0Cube3(0110)=1110 即處理器14連接到處理器6令Cube3(X3X2X1X0)=0110 ,得X3X2X1X0=1110Cube3(0110)=1110 即處理器14連接到處理器6所以處理器14和6雙向互連(2) 由=（0101）即處理器5連接到處理器6令=（0110）得X3X2X1X0=0011所以處理器5和6連，3和5連(3) 由=（0110）即處理器6連接到處理器6所以處理器6和6雙向互連(4) 由=（1010）即處理器10連接到處理器6令=（0110）得X3X2X1X0=1010所以處理器6和10雙向互連(1)(a)由Cube2(X4X3X2X1X0)= X3X3X2X1X0Cube2(12)= Cube2(01100)=01000 即處理器8連接到處理器12 (b) 由 即處理器16連接到處理器(C) 由 即處理器4連接到處理器28(d)即處理器9連接到處理器8(e) 即處理器7連接到處理器28(2)2n個節(jié)點(diǎn)的直徑為2n1，從5號到7號，最短經(jīng)過6步00101 00100 01000 01001 10010 10011 00111(3)循環(huán)移數(shù)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)度d=2n1,直徑為n/2網(wǎng)絡(luò)直徑是3，節(jié)點(diǎn)度是9，與2號最遠(yuǎn)的是13,15,21,23號處理器 0123456789ABCDEF4組4元32107654BA98FEDC2組8元45670123CDEF89AB1組16元BA98FEDC32107
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