计算机系统结构课后答案unit4.doc

第四章课后题 1、设二级虚拟存储器的TA1=10^(-7)s、TA2=10^(-2)s,为使存储层次的访问效率e达到最大值的80%以上，命中率H至少要求达到多少？实际上这样高的命中率是很难达到的，那么从存储层次上如何改进？解：e=1/[H+(1-H)r] 且 r=TA2/TA1 H至少达到99.9%这样的命中率很难达到，可在二级存储器间加一层电子磁盘，降低r，从而降低对H的要求。 2、程序存放在模32单字交叉存储器中，设访存申请队的转移概率λ为25%,求每个存储周期能访问到的平均字数。当模数为16呢？由此你可得到什么结论？ 解：B=[ 1-(1-λ)^m] /λ 由λ=0.25,m=32 求得：B=4-4*(3/4)^32=4同理，m=16时 ,B=4-4*(3/4)^16=3.96由此可看出，当转移概率λ为25%比较大时，采用模32与模16的每个存储周期能访问的平均字数非常相近。就是说，此时，提高模数m对提高主存实际频宽已不显著。实际上，模数m的进一步增大，会因工程实现上的问题，导致实际性能反而可能比模16的还要低，且价格更高。所以模数m不宜太大。对于λ为25%的情况，可以计算机出m=8时，其B已经接近于3.6了。 3、设主存每个分体的存取周期为2μs，宽度为4个字节。采用模m多分体交叉存取，但实际频宽只能达到最大频宽的0.6倍。现要求主存实际频宽为4MB/S,问主存模数m应取多少方能使两者速度基本适配？其中m取2的幂。解：由题意已知存取周期Tm=2*10^(-6)s,宽度W=4B,B实=0.6Bm=4*2^20B/S,Bm=W*m/Tm=6.99*10^6B/Sm=Bm*Tm/W=6.99*10^6*2*10^-6/4=3.495所以m取4能满足要求P.S.微秒（百万分之一秒)　　　1μs=10^-6s计量单位中的M(兆)是10的6次方，见到M自然想起要在该数值的后边续上六个0，即扩大一百万倍。在二进制中，MB也表示到了百万级的数量级，但1MB不正好等于1000000字节，而是1048576字节，即 1MB = 2E+20 Bytes = 1048576Bytes。 4、某虚拟存储器共8个页面，每页1024个字，实际主存为4096个字，采用页表法进行地址映象。映象表的内容如下表1所示。 实页号 装入位 3 1 1 1 2 0 3 0 2 1 1 0 0 1 0 0 表1 虚页号 实页号 装入位 0 3 1 1 1 1 2 2 0 3 3 0 4 2 1 5 1 0 6 0 1 7 0 0 表2 (1)列出会发生页面失效的全部虚页号；解：根据页表法列出表2，当装入位为0时，即为页面失效，再找出相对应的虚页号即可。会发生页面失效的全部虚页号为：2,3,5,7 (2)按以下虚地址计算主存实地址：0，3728，1023，1024，2055，7800，4096，6800。解：虚页号=│_虚地址/页面大小_│ 实地址＝(实页号*页面大小)＋(虚地址－虚页号*页面大小) 虚地址 0 3728 1023 1024 2055 7800 4096 6800 虚页号 0 3 0 1 2 7 4 6 实页号 3 3 3 1 2 0 2 0 装入位 1 0 1 1 0 0 1 1实地址 3072 3728 4095 1024 2055 632 2048 656 5、一个段页式虚拟存储器。虚地址有2位段号、2位页号、11位页内位移（按字编址），主存容量为32K字。每段可有访问方式保护，其页表和保护位如下表所示。(1) 此地址空间中共有多少个虚页？解：2Nv页，而Nv=用户虚页号=段号S+页号P此地址空间中共有2^Nv=2^(2+2)=16个虚页  6、设某程序包含5个虚页，其页地址为4，5，3，2，5，1，3，2，2，5，1，3。当使用LRU算法替换时，为获得最高命中率，至少应分配给该程序几个实页？其可能的最高命中率为多少？ 7.采用页式管理的虚拟存储器，分时运行两道程序。其中，程序X为 DO 50 I=1,3　　B(I)=A(I)-C(I)　　IF(B(I)·LE·0)GOTO 40　　D(I)=2*C(I)-A(I)　　IF(D(I)·EQ·0)GOTO 5040　E(I)=050　CONTINUEData: A=(-4,+2,0)　　　C=(-3,0,+1)每个数组分别放在不同的页面中;而程序Y在运行过程中，其数组将依次用到程序空间的第3,5,4,2,5,3,1,3,2,5,1,3,1,5,2页。如果采用LRU算法，实存却只有8页位置可供存放数组之用。试问为这两首程序的数组分别分配多少个实页最为合适？为什么？ 解答：