| 第四章 存储系统(二) 单元测验 |
★有诗云：纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。——陆游（宋）
本篇内容整理及解析：Code_流苏(CSDN)
观前提示：以下解析来自自己思考以及笔记记录的综合，可能并不官方，如有问题，欢迎评论交流学习！建议收藏！
一、单选(共15题、每题2分)
1、32位处理器的最大虚拟地址空间为（）
- A.4G
- B.8G
- C.2G
- D.16G
解析： 计算机处理器有32位地址，它的虚拟地址空间有2的32次方字节。32位的CPU的虚拟地址范围为 0x00000000 ~ 0xFFFFFFFF，即最大虚拟内存为2^32 Byte = 4GB。
单纯看计算的话：
1G=2 ^ 10M ；1M=2 ^ 10KB； 1KB=2 ^ 10B； 32位=2 ^ 32B；
1G=2 ^ 30B，所以有4GB=2 ^ 32B。
2、在虚存、内存之间进行地址变换时，功能部件 （ ）将地址从虚拟（逻辑）地址空间映射到物理地址空间
- A.TLB
- B.Cache
- C.DMA
- D.MMU
解析： 存储管理单元MMU（Memory Manage Unit），在CPU和物理内存之间进行地址转换，将地址从逻辑空间映映射到物理地址空间。
3、在程序执行过程中，Cache与主存的地址映象是由（）
- A.硬件自动完成
- B.操作系统完成
- C.编译系统完成
- D.用户编写程序完成
解析： 在程序执行过程中，Cache与主存的地址映象是由硬件自动来完成的。
4、某计算机的存储系统由cache和主存组成。某程序执行过程共访存2000次 ，其中访问cache缺失(未命中） 100次 ， 则 该程序执行过程中Cache的命中率为（）
- A.95%
- B.90%
- C.85%
- D.80%
解析： 访问cache缺失（未命中）100次
2000 - 100 = 1900
1900/2000 × 100% = 95%
5、在 Cache的地址映射中， 若主存中的任意一块均可映射到Cache内任意一行的位置上， 则这种映射方法称为（）
- A.直接映射
- B.混合映射
- C.全相联映射
- D.2-路组相联映射
解析：
直接映射方式是指主存中的一块只能映射到Cache的一个确定块中；
全相联映射方式是指主存中的任意一块可以映射到cache中的任意一块中；
组相联方式是介于全相联和直接相联之间的一种折中方案。
6、用虚拟存储器的主要目的是（）
- A.扩大主存储器的存储空间， 且能进行自动管理和调度
- B.提高外存储器的存取速度
- C.提高主存储器的存取速度
- D.扩大外存储器的存储空间
解析： 采用虚拟存储器的目的是：扩大内存的容量(即寻址空间) 且能进行自动管理和调度。 一般而言,计算机的RAM容量越大,程序运行得越快。若计算机的速率由于RAM可用空间匮乏而减缓,则可尝试通过增加虚拟内存来进行补偿。
7、相联存储器是按( )进行寻址访问的存储器
- A.堆栈
- B.队列
- C.地址
- D.内容
解析： 相联存储器，是一种不根据地址而是根据存储内容来进行存取的存储器，可以实现快速地查找快表。既可以按照地址寻址也可以按照内容寻址（通常是某些字段），为了与传统寄存器作区别，称为按内容寻址的存储器。
8、以下哪种情况能更好地发挥Cache的作用（）
- A.程序的大小不超过内存容量
- B.程序具有较好的时间和空间局部性
- C.递归子程序
- D.程序中存在较多的函数调用
解析： Cache的理论基础其实就是局部性原理，程序具有较好的时间和空间局部性会能够更好地发挥Cache的作用。
9、以下关于虚拟存储管理地址转换的叙述中错误的是（ ）
- A.地址转换过程中可能会发生“缺页”
- B.一般来说，逻辑地址比物理地址的位数少
- C.地址转换是指把逻辑地址转换为物理地址
- D.MMU在地址转换过程中要访问页表项
解析： 一般来说，物理地址比逻辑地址的位数少。
10、下列关于MMU的叙述中，错误的是（ ）
- A.MMU参与虚拟地址到物理地址的转换
- B.MMU负责主存地址到Cache地址的映射
- C.MMU是存储管理部件
- D.MMU配合使用TLB 地址转换速度更快
解析： MMU是一种负责处理中央处理器（CPU）的内存访问请求的计算机硬件。
11、下列关于主存与cache地址映射方式的叙述中正确的是（ ）
- A.直接映射是一对一的映射关系，组相联映射是多对一的映射关系
- B.在Cache容量相等条件下，直接映射方式的命中率比组相联方式有更高的命中率
- C.在Cache容量相等条件下，组相联方式的命中率比直接映射方式有更高的命中率
- D.全相联映射方式比较适用于大容量Cache
解析： 在Cache容量相等条件下，组相联方式的命中率相比直接映射方式来说会有更高的命中率。
12、下列关于CaChe的说法中，错误的是（）
- A.CaChe行大小与主存块大小一致
- B.CaChe对程序员透明
- C.读操作也要考虑CaChe与主存的一致性问题
- D.分离CaChe(也称哈佛结构)是指存放指令的CaChe与存放数据CaChe分开设置
解析： 读操作目前来说是不用考虑CaChe与主存的一致性问题的。
13、下列关于CaChe的论述中，正确的是（）
- A.采用直接映射时，CaChe无需使用替换算法
- B.加快CaChe本身速度，比提高CaChe命中率更能提升存储系统的等效访问速度
- C.采用最优替换算法，CaChe的命中率可达到100％
- D.CaChe的容量与主存的容量差距越大越能提升存储系统的等效访问速度
解析： 直接映像：指主存的一个字块只能映像到Cache的一个准确确定的字块中。其实就可以理解为它一个主存块只有一个特行的行位置来存放，所以换的话只需要把原来的换出去即可，因此无需使用替换算法。
14、某计算机系统中，CaChe容量为512 KB，主存容量为256 MB，则CaChe 一主存层次的等效容量为（）
- A.512 KB
- B.256 MB - 512 KB
- C.256 MB+512 KB
- D.256 MB
解析： CaChe容量为512 KB，主存容量为256 MB，则CaChe一主存层次的等效容量为256MB。
15、下列关于Cache的描述中正确的是( )
- A.Cache存储器中存放的内容是内存的副本
- B.Cache存储器是内存中的一个特定区域
- C.Cache存储器的存取速度介于内存和磁盘之间
- D.Cache中存放正在处理的部分指令和数据
解析： Cache主要由三大部分组成：
Cache存储体：存放由主存调入的指令与数据块。
地址转换部件：建立目录表以实现主存地址到缓存地址的转换。
替换部件：在缓存已满时按一定策略进行数据块替换，并修改地址转换部件。
综上，Cache中存放正在处理的部分指令和数据是正确的。
二、多选(共5题、每题3分)
16、关于TLB和Cache,下面哪些说法中正确的是( )
- A.TLB和Cache中存的数据不同
- B.TLB 访问缺失(miss)后，可能在Cache中直接找到页表内容
- C.TLB和Cache都采用虚拟地址访问
- D.TLB miss会造成程序执行出错，但是Cache miss不会
解析：
A、B正确
C选项：TLB：转译后备缓冲器。
Cache：高速缓冲存储器。
TLB和Cache并不是都采用虚拟地址访问
D选项：TLB miss会造成程序执行出错，但是Cache miss也可能会。
17、在下列因素中，与Cache的命中率有关的是( )
- A.替换算法
- B.主存的存取时间
- C.Cache的总容量
- D.Cache块大小
解析： 替换算法、Cache总容量、块大小都与Cache的命中率有关，主存的存取时间与Cache命中率无关。
18、下列关于TLB、cache和虚存页(Page)命中组合情况中，一次访存过程中可能发生的是( ）
- A.TLB命中、cache命中、Page命中
- B.TLB未命中、cache命中、Page未命中
- C.TLB未命中、cache未命中、Page命中
- D.TLB未命中、cache命中、Page命中
解析： TLB，快表，放了一些经常用到的页表，也就是页表(Page)的部分副本。页表(Page),翻译得到了物理地址后，用来查询内存中的指令和数据用来翻译物理地址的。Cache是内存的部分副本。
因此，TLB和页表命中与否与Cache无关。
①TLB命中，页表一定命中;TLB不命中，页表可能命中可能不命中;
②页表命中，TLB可能命中也可能不命中;
③页表不命中，TLB一定不命中。
④TLB和页表命中与否与Cache无关。TLB命中，页表一定命中。
综上所述，ACD项正确，当选。
19、列RAID组中需要的最小硬盘数为3个的是（ ）
- A.RAID 5
- B.RAID 1
- C.RAID 3
- D.RAID 10
解析：
20、下列RAID技术中采用奇偶校验方式来提供数据保护的是（ ）
- A.RAID 5
- B.RAID 1
- C.RAID 10
- D.RAID 3
解析：
三、填空(共3题，每题4分)
21、在请求分页存储管理方案中， 若某用户空间为16个页面， 页 长 1 K B，虚页号0、1、2、3、4对应的物理页号分别为1、5、3、7、2。则逻辑地址A2CH所对应的物理地址为( E2C )H （只需填数字和字母，不需要在最后带H，如有字母一定要大写，字母之间以及字母和数字间不留空格）
解析： A2CH=1010 0010 1100
逻辑地址分为逻辑页号和页内偏移
由页长1KB可得页内偏移为10位
把1010 0010 1100的后10位去掉，剩下的就是逻辑页号 10
10是2，对应物理页号是3，即11
所以对应物理地址为1110 0010 1100 即E2CH。
22、假定主存按字节编址，cache共有64行，采用直接映射方式，主存块大小为32字节，所有编号都从0开始。问主存第3000号单元所在主存块映射到的cache行号是( 29 )。（本题中的数字都是十进制数，答案也填十进制数）
解析： 主存每组的块数和cache的总行数相同，3000/32=93.75，第3000号单元位于94个主存块，也就是93号主存块，因为编号从0开始的。93%64=29，映射到的cache行号为29。
23、一个组相联高速缓存由64个字块组成，每个字块有256字节，分为8组，主存有4096个字块。则主存地址划分中 ，标记字段的二进制位数为（9）位（只需要填写阿拉伯数字）。
解析： 首先主存有4096个字块，每个字块有256字节，所以地址长度为12+8=20位
每个字块有256字节，所以块内偏移有8位。
Cache分为8组，所以在主存中8个块为一组，组号就是3位
所以tag标记字段就是20-8-3=9位。
| 第四章 存储系统(二) 单元测验 |
本篇练习整理及解析：Code_流苏(CSDN)
测验习题来源：MOOC计算机组成原理(华科大)
如果对大家有帮助的话，希望大家能多多点赞+关注！这样我动力会更足哦！ ღ( ´･ᴗ･` )比心
计算机组成原理笔记专栏——笔记及测验练习都在这