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自考《计算机系统结构》问答题总结(4)

2006-12-18 09:21   【 】【我要纠错

  第四章

  1、在分体交叉存储器中为什么实际频宽不随M增大而线性增大?

  M大-数据总线长-负载重-增加门级数-增加延迟;

  顺序取指效率可提高M倍,但出现转移效率就会下降。

  2、段式存储管理的地址转换过程。

  程序号、段号、段内偏移量

  1)由程序号找到相应的段表基址寄存器,查到段表始址和段表长度。

  2)检查是否越界,正常转3

  3)由段表始址和段号找到装入位等相应表项

  4)装入位为1转5,否则产生缺页中断

  5)主存地址+段内偏移=物理地址

  3、段页式存储管理的地址转换过程

  用户标志、段号、页号、页内偏移

  1)用户标志-段基址寄存器

  2)检查是否越界

  3)找到段表中表项

  4)检查装入位,段长

  5)找到页表中表项

  6)检查装入位

  7)实页号+页内偏移=有效地址

  4、段式存储管理优缺点

  优点:并行编程,缩短时间;相对独立,易于维护;实现虚拟存储;便于共享和分段保护。

  缺点:主存利用率低;降低了访寸速度;空闲区管理复杂;查表速度慢。

  5、分页方式的优缺点

  优点:表项短,减少访表时间;零头少;速度快。

  缺点:强制分页,不利于存储保护和扩充;有效地址生成慢。

  6、段页式管理的优缺点

  优点:具有段式、页式优点

  缺点:有效地址形成慢。

  7、为什么要发展存储体系

  单一工艺的存储器件不能同时满足容量、速度和价格的要求;并行主存系统效果有限。所以必须使用由多种不同工艺存储器组成的存储系统,从系统结构上公斤,发展存储体系。

  8、页面失效频率算法的思想

  某个程序的页面失效率过高时就增加它的主存页数,过少时就减少它的主存页数,以提高总的主存利用率。

  9、主存页面表实现的变形LRU的过程

  最近最久未使用算法

  1)建立主存页面表

  2)用使用位表示是否被访问过,置初值为0

  3)访问实页,则其使用位置1

  4)调入页进入占用位为0的实页,将占用位置1

  5)所有占用位为1,发生缺页时,替换使用位为0的页

  6)使用位要全1时,强制全置0。

  10、页式管理中的主存页面表和页表是一张表吗?

  页表是一个程序一张;主存页面表是整个主存一张。

  11、比较写回法写直达法

  写回法:信息只写入CACHE,仅需要替换时才送回主存。节省开销,但增加CACHE复杂性。

  写直达法:写入CACHE时也写入主存。开销小,简单,但浪费时间。

  12、CPU-Cache-主存层次,CPU-主存-辅存层次异同。

  相同点:都需要地址映象表和地址变换机构。

  不同点:

  1)前者为缩小CPU主存速度差,后者为扩大主存容量;

  2)前者硬件后者软影结合实现地址变换;

  3)前者用页表后者用目录表实现实现地址映象表;

  4)前者CPU与辅存之间无通路,后者缺页时CPU采用换道办法。

  13、散列法实现快表的地址变换过程

  1)A=H(Nv)

  2)查找Nv时,经同样函数变成A,再找到Nv内容。

  3)地址变换时先查快表再查慢表

  14、有Cache时,给出一个主存地址访存过程

  1)将主存与Cache分成大小相同的块。

  2)判断要访问的主存地址块号是否在Cache中。

  3)若在,变换为Cache号,访问Cache。

  4)若不在,将该信息由主存调入Cache和CPU。

  5)若Cache已满,则替换Cache信息,修改相应表格。

  15、比较Cache-主存层次的几种地址变换方式

  全相联映象和变换。过程:主存分为块号和块内地址;块号同目录表比较;相同则Cache块号和块内地址形成Cache地址;不同则缺块,调块。目录表长:Cache;宽:主存块号+Cache块号。优点:块冲突低,空间利用率最高;缺点:映象表长,查表速度慢。

  直接映象及变换。过程:区号块号块内地址;主存地址中截取Cache地址;根据块号读出目录表中区号与主存地址区号比较;相等则命中否则访主存。目录表长:Cache;宽:主存地址位-Cache地址位。目录表小,成本低速度快,但冲突概率大Cache利用率低。

  组相映象及变换。区号组号块号内地址;用组号选组;对该组区号+块号全相联比较;找不到失败找到则Cache块号组号块内地址形成Cache地址。目录表长2^ncb,Cache表大小(区号+2块号)位(区号+块号)位参与比较。集中全相联和直接映象的优点弥补它们的缺点,但块冲突>全相联,Cache利用率<全相联,目录表>直接方式。

  16、什么是堆栈型的替换算法

  满足n

  n>=Lt时,Bt(n)=Bt(n+1)

  n:分配给程序的实页数

  Bt(n):t时刻在实页中的页面集合

  Lt:t时刻处理过的不同的虚页数

  17、主存实际频宽与模数m的关系是什么?原因?指令流与数据流随机时,主存实际频宽与模数m有什么关系?

  主存实际频宽随模数增大而增大,但增量会减小。这是因为程序会有转移,数据分布有随机性。完全随机时,大致成平方根关系增大。

  18、CPU写Cache时,会发生Cache与主存的对应副本内容不一致,如何解决?需增加什么开销?

  写回法:仅Cache替换时才写回主存。每个Cache块需增加一个修改位的资源开销。

  写直达法:同时写入Cache和主存,需增加时间开销。

  19、二级虚拟储存层次的等效访问时间与主辅存访问时间有什么关系?提高存储层次的访问速度,可采取的措施有哪些?

  主辅存的访问时间为T1和T2,等效访问时间TA=HT1+(1-H)T2,H为主存命中率。可采取的措施。

  TA>>主存访问周期时,可用改进替换算法、增大主存容量等办法来提高H;

  H很高时,可降低T1;

  加快地址映象和变换,如采用快慢表,增大快表命中率等。

  20、解释页面失效、页面争用,什么时候同时发生,什么时候不同时发生?

  虚页不在主存中,会发生页面失效。页面调入主存时,其位置被其它虚页占用,会发生页面争用。分配给程序的内存被全部占用后,会同时发生。反之不同时发生。

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