计算机组成原理-等级试题(程序员软考 2017年春 Cache存储器)

单项选择（2017年春程序员软考）

以下关于计算机系统中高速缓存(Cache)的说法中，正确的是【】

A、Cache 的容量通常大于主存的存储容量

B、通常由程序员设置 Cache 的内容和访问速度

C、Cache 的内容是主存内容的副本

D、多级 Cache 仅在多核 CPU 中使用

答案解析

C

【解析】

高速缓存(Cache)是随着 CPU 与主存之间的性能差距不断增大而引入的，相对于主存，其容量小、速度快，所存储的内容是 CPU 近期可能会需要的信息，也就是主存内容的副本，因此 CPU 需要访问数据和读取指令时要先访问 Cache，若命中则直接访问，若不命中再去访问主存。

讨论

计算机组成原理

总线的带宽是指【】

计算机系统中采用【】技术执行程序指令时，多条指令执行过程的不同阶段可以同时进行处理。

已知x=-53/64，若采用8位定点机器码表示，则[x]补=【】。

已知x=-53/64，若采用8位定点机器码表示，则[x]原=【】。

目前的小型和微型计算机系统中普遍采用的字母与字符编码是【】。

在浮点表示格式中，数的精度是由【】的位数决定的。

使用150DPI的扫描分辨率扫描一幅3×4平方英寸的彩色照片，得到原始的24位真彩色图像的数据量是【】Byte。

为了提高计算机磁盘存取效率，通常可以【】。

在计算机系统中总线宽度分为地址总线宽度和数据总线宽度。若计算机中地址总线的宽度为32位，则最多允许直接访问主存储器【】的物理空间。

中断向量提供【】。

Cache存储器

某计算机的存储系统是由Cache、主存和磁盘组成的虚拟存储系统。若一字在Cache中，访问它需要时间T1ns；若字不在主存中，将其从磁盘装入主存需要T2ns，主存访问时间为T3ns，若Cache的命中率为p1，主存命中率为p2，求出该存储系统的平均字访问时间。

试述带有Cache的内存储器的读写原理。

Cache存储器中保存的字块和__________中相应的字块保持一致。

某机主存的读写周期为1μs。今采用增设Cache方案和采用多体交叉存取方案来使其有效访问周期减少到0.2μs，试问：① 设Cache的命中率为90%，则Cache的读写周期应为多少才能满足要求？② 设在多体交叉存取访问时，产生存储体访问冲突的概率为10%，则应有多少存储体并行工作才能满足要求？

设某计算机采用单地址格式，指令和数据的长度均为4个字节，存储系统由Cache和主存组成，Cache的存取周期为40μs，命中率为90%。若程序中访存指令（访问存储系统以存取数据）占80%，且机器运行程序的速度为每秒400万条指令。试问该主存的供数率是多少？又若不配置Cache，在同样的机器速度下，主存的供数率是多少？

某计算机的Cache共有16块，采用2路组相联映射方式（即每组两块），每个主存块大小为32字节，按字节寻址，主存单元129所在主存块应装入到的Cache组号是【】。

在主存—Cache存储系统中，当写操作Cache命中时有_________和_________两种更新策略，当写操作不命中是有_________和_________两种更新策略。

解决多处理机系统中各Cache数据一致性问题的主要方法有软件方法、采用总线监测机制和采用__________方法。

在CPU和主存之间设置“ Cache”的作用是为了解决【】的问题。

高速缓冲存储器中保存的信息是主存信息的__________。

存储器系统

计算机中的3级存储系统是指哪3级？请说明各级的作用。

计算机系统的三级存储器结构指的是_________、_________和_________。

在多级存储体系中，Cache的主要功能是____________，虚拟存储器的主要功能是____________。

【】类型的存储器速度最快。

某一SRAM芯片，其容量为1024×8位，除电源和接地端外，该芯片最少引出线数为【】。

某一SRAM芯片，容量为512×8位，除了电源和接地端外，该芯片引出线的最少数目应该为【】。

衡量一个主存储器的主要指标性能有哪些？

CPU对主存储器进行读/写操作，应该分别给出哪些信息？

某机器CPU可寻址的最大存储空间为64KB，存储器按字节编址，CPU的数据总线宽度为8位，可提供一个控制器信号为RD。目前，系统中使用的存储器容量为8KB，其中4KB为ROM。拟采用2K×8位的ROM芯片，其地址范围是0000H~0FFFH。4KB为ROM，拟采用4K×2位的RAM芯片，其地址范围为4000H~4FFFH。（1）需要RAM和ROM芯片各多少片？（2）画出CPU与存储器之间的连接图（译码器自定）。

设有主存M1和辅存M2构成的2级存储体系，其中M1和M2的读出时间分别是1微秒和1毫秒。经实测，该2级存储系统的平均读出时间为100微秒。欲使其减小为10微秒，试改出两种改进的实现方法。