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计算机系统结构自考复习资料

第四章 存储体系
历年真题精选
1. 下列说法正确的是（ D ）。
A. Cache容量一般不大，命中率不会很高 B. Cache本身速度很快，但地址变换速度很慢 C. Cache芯片速度一般比CPU速度慢数十倍
D. Cache存储器查映像表和访问物理Cache其间可以流水，使速度与CPU匹配
2．以下与虚拟存储器的等效访问速度无关的是（ D ）。
A. 页地址流 B. 页面调度策略 C. 主存的容量 D. 辅存的容量
3. 页面虚拟存储器把（ 程序 ）空间和（ 主存 ）空间都机械等分成相同大小的页面。
4. Cache若采用全相联映像规则，则主存中（ 任意一 ）块都可映像装入到Cache中的（ 任意一 ）块的位置上。
5. 解决计算机主存与CPU的速度差对机器性能的影响，可采用哪三种解决方法？(p86)
6. 对于二级虚拟存储层次，其等效访问时间与主、辅存的访问时间有什么关系？可采取哪些措施提高存储层次的等效访问速度？（至少提出两种）（P88）
7. 有一个虚拟存贮器，主存有0～3四页位置，程序有0～7八个虚页，采用全相联映象和FIFO替换算法。给出如下程序页地址流；2，3，5，2，4，0，1，2，4，6。
（1）假设程序的2，3，5页已先后装入主存的第3、2、0页位置，请画出上述页地址流工作过程中，主存各页位置上所装程序各页页号的变化过程图，标出命中时刻。
（2）求出此期间虚存总的命中率H。 （50%）
8. 某虚拟存储器共8个页面，每页为1024个字，实际主存为4K个字，采用页表法进行地址映象。映象表的内容如下表所示。
实页号
装入位
3
1
1
1
2
0
3
0
2
1
1
0
0
1
0
0
(1)求出会发生页面失效的全部虚页号； （2，3,5,7）
(2)求出虚地址为：0，3728，1023，1024，7800，6800的主存实地址。
（3072，页失效，4095,1024，页失效，656）

同步强化练习
一．单项选择题。
1. 替换算法要解决的问题是（ C ）。
A.用户的虚页如何与主存的实页对应 B.如何用主存的实页号替代多用户的虚页号 C.当页面失效，选择主存中哪个页作为被替换的页
D.新用户要进入主存，选择哪个用户作为被替换的用户
2. 虚拟存储器地址变换是指（ C ）。
A.多用户虚地址如何与实地址对应 B.静态再定位时将程序的逻辑地址变成主存实地址
C.程序执行时将虚地址变换成对应的实地址 D.指令的符号地址变换成二进制地址
3. 页式虚拟存储器常用的地址映象方式是（ A ）。
A.全相联 B.段相联 C.直接 D.组相联
4. 用于虚拟存储器页面替换，且为堆栈型的算法是（ D ）。
A.随机法 B.比较对法 C.相联目录表法 D.近期最久未用法
5. 最能确保提高虚拟存储器访主存的命中率的是（ D ）。
A.采用FIFO替换算法并增大页面 B.增大辅存容量
C.改用LRU替换算法并增大页面 D.改用LRU替换算法并增加页面数
6. 与全相联映象的优点是（ A ）。
A.目录表小 B.主存利用率高 C.块冲突概率低 D.命中率高
7. 块冲突概率最高的Cache地址映象方式是（ B ）。
A.全相联映象 B.直接映象 C.组相联 D.段相联映象
8. 以下不属于堆栈型替换算法的是（ C ）。
A.近期最少使用算法 B.近期最久未用过算法 C.先进先出算法 D.页面失效频率算法
9. 在Cache存储器中常用的地址映象方式是（ C ）。
A.全相联映象 B.页表法映象 C.组相联映象 D.段页表映象
10. 下列关于虚拟存储器的说法比较正确的应当是（ D ）。
A.更换替换算法能提高命中率 B.访主存命中率随主存容量增大而提高
C.访主存命中率随页面大小增大而提高
D. 在主存命中率低时，改用堆栈型替换算法，并增大主存容量，可提高命中率
11. 在Cache主存层次的存储器中，实效时间（ B ）。
A.包括对Cache的访问时间和主存的访问时间两部分
B.包括对主存的访问时间和将主存中的数据调入Cache的时间
C.包括对Cache的访问时间、主存的访问时间和数据传播时间三部分
D.是Cache失效时对主存的访问时间
12. 虚拟存储器的（ C ）要求属于外特性。
A.容量大小 B.速度 C.页面组织 D.带宽
13. 最常用的页面置换算法是（ D ）。
A.RAND B.FIFO C.LRU D.OPT
14. 虚拟存储器通常采用的地址映象方式是（ A ）。
A.全相联映像 B.组相联映像 C.直接映像 D.段相联映像
15. 构成存储层次的主要依据是（ D ）。
A.时间局部性 B.空间局部性 C.A或B D.A和B
16. 计算机系统中主存一辅存存储层次式Cache一主存存储层次常用的替换算法是（ B ）。
A.随机算法 B.近期最少使用算法 C.先进后出算法 D.OPT算法
17. 并行主存系统不包括（ C ）。
A.单体多字 B.多体单字 C.单体单字 D.多体多字
18. 在虚拟存储器中，不能用作地址映象和变换的辅助表是（ B ）。
A.段表 B.主存页面表 C.内页表 D.外页表
19. 虚拟存储器地址映象方式选择时应考虑（ D ）。
A.页面命中率高 B.便于主存管理 C.实页冲突概率高 D.实存页面争用率低
20. 页式虚拟存储器的页面由小增大时，命中率的变化将会是（ B ）。
A.单调上升 B.先上升后下降 C.单调下降 D.先下降后上升

二．填空题。
1.虚拟存储器主要是为解决主存（ 容量 ）满足不了要求发展出来的，Cache存储器是为解决主存（ 速度 ）满足不了要求发展出来的。
2.Cache存储器采用组相联的映象规则是组间（ 直接 ）映象，组内各块间（ 全相联 ）映象。
3.对存储器的基本要求是（ 大容量 ）、（ 高速度 ）、低价格。
4.虚拟存储器按存储映象算法不同，存储管理方式有（ 段式 ）、页式和（段页 ）式三种。
5.存储体系的主要性能指标有每位价格c、（ 命中率H ）和存储层次的（ 等效访问 ）时间。
6.CPU字在并行主存系统中按模m低位交叉编址，其m在单体多字方式中为一个主存字所包含的CPU（ 字 ）数，在多分体单字方式中则为（ 分体 ）体数。
7.并行主存的实际频宽是不能单纯靠提高模数m就能提高的，因为一是（工程实现 ）上的问题，二是存储系统（ 效率 ）的下降。
8.虚拟存储器是增加辅助（ 软硬 ）件，使主辅存形成整体，速度接近于（ 主存 ）存的，容量是辅存的。
9.Cache存储器是从主存（ 速度 ）满足不了要求提出的（ Cache-主存 ）二级存储层次。
10.Cache存储器是增加辅助（ 硬 ）件，使之速度接近于Cache的，容量是（ 主 ）存的。
11.虚拟存储器对（ 应用 ）程序员是透明的，对（ 系统 ）程序是不透明的。
12.Cache存储器对应用程序是（ 透明 ）的，对系统程序员是（ 透明 ）的。
13.页式虚拟存储器中，影响命中率的因素有（ 替换 ）算法、程序地址流及分配给该程序的（实页 ）数等。
14.FIFO、OPT、LRU算法中，属堆栈型算法的是（LRU ）和（ OPT ）法。
15.页面失效频率（PFF）法是通过动态调节分配给各道程序的实页数来提高系统效率的，其依据是LRU替换算法，它属于（ 堆栈 ）型的替换算法，有命中率H随分配的实页数增大而（ 单调上升 ）这一特点。
16.页面失效不能按中断对待，应按（ 故障 ）对待，必须（ 立即 ）响应和处理。
17.为提高页式虚拟存储器内部地址变换的速度，可将其内部映象表又分成由（ 快 ）表和（ 慢 ）表组成的一个二级表层次。
18.在Cache存储器中，CPU每次写Cache的同时，也写入（主存 ），称这种更新主存块内容的方法为（ 写直达 ）法。
19.为提高访问Cache的命中率，Cache和预取算法可以有（恒预取 ）法和（ 不命中时 ）预取法两种。
20.选择最早装入主存的虚页替换算法是（ 先进先出算法 ）。
21.CPU产生的逻辑地址能在存储器中访问到概率称为（ 命中率 ）。
22.LRU算法的两种全硬实现方法是（ 堆栈法 ）和（比较对法 ）。
23.要使存储层次访问效率e趋于1，就要选择具有（ 高命中率）的算法、相邻二级的容量差和（ 速度差）及增加的辅助软硬件的代价等因素综合权衡。
24.在主、辅存之间增加一级电子磁盘，使级间（r ）值不会过大，有利于降低（ 对H的要求 ），以获得同样的e。
25.访Cache的时间一般是访主存时间的（1/4）至（1/10 ）。
26.页式虚拟存储器把（ 程序 ）空间和（ 主存 ）空间都机械等分成相同大小的页面。
27.段页式虚拟存储器的内部地址映象表机构有（ 段 ）表和（页 ）表两部分。
28.段式虚拟存储器，程序的起点处于主存中（ 任意 ）位置上，段页式虚拟存储器要求段的起点必须是在主存中（ 页面 ）的起点位置上。
29.段页式虚拟存储器在访问时，遇到段表中某行装入位为0时，将产生（ 段失效 ）故障，请求调入（ 页表 ）。
30.段页式虚拟存储器在访问时，遇到页表中某行装入位为0时，将产生（ 页面失效 ）故障，请求调入（ 程序页面）。
31.在虚拟存储器中，地址的映象是指将每个虚存单元按什么规则装入（ 实存 ）；地址的变换是指程序执行中，将多用户虚地址如何变换成对应的（ 实地址 ）。
32.页式虚拟存储器内部地址映象方式的选择主要应考虑如何降低（实页冲突 ）的概率，其次是辅助硬件开销要少，地址变换速度要（ 快 ），实现要方便。
33.在页式虚拟存储器中，CPU要用到的指令或数据不在主存时会发生（页面失效 ）。当两个以上的虚页要求装入同一实存页面位置时会发生（页面争用 ）。
34.虚拟存储器发生页面失效时，需要进行虚地址到（辅存实地址 ）的外部地址变换，以便去辅存中（调页 ）。
35.虚拟存储器外部地址变换的概率远比内部地址变换发生的概率要（ 低 ），因此，应采用（ 软 ）件实现。
36.在软硬件实现上，虚拟存储器内部地址变换宜用（ 硬 ）件实现，外部地址变换宜用（ 软 ）件实现。
37.页面替换是发生在页面（失效 ），同时又发生页面（ 争用 ）的时候。
38.评价虚拟存储器所用替换算法的好坏，主要是看主存（ 命中率 ）的高低，其次看算法是否易于（ 实现 ），以及所需的辅助软硬件的多少。

三．简答题。
1. 主存实际频宽与模数m的关系是什么？出现这种现象的原因是什么? （P84）
2. CPU与Cache时，会发生Cache与主存的对应内容不一致的现象，简述解决这个问题的两种方法及各需要增加什么开销。（P118）
3. 如何评价一个替换算法的好坏？（P99）
4. 什么是Cache？它是如何组织的？（P110）
5. 什么是虚拟存储器？它有什么特点和作用？（P88）
6. 在有Cache的存储系统中，访存操作是如何进行的？
7. 简述IBM PC机的页式存储管理的特点。
8. 简述段页式存储管理的地址变换过程。
9. 什么是存储系统？什么是存储系统的层次结构？（P85）
10. 简要列举段式虚存管理系统的优点和问题。（P90）
11. 简要列举页式虚存管理系统的优点和问题。（P91）
12. 在页式虚拟存储器中，什么叫页面失效？什么叫页面争用？什么时候两者同时发生？什么时候两者不同时发生？（P97）
13. 什么是堆栈型的替换算法（用式子描述）？（P101）
14.简述页面失效频率（PFF）替换算法的思想及优点，该算法的依据是什么？（P102）
15.页式虚拟存储器的页面是如何划分的？这样划分使指令和数据会发生什么情况？页面失效会在何时发生？如果将页面失效当做中断不对待，会发生什么问题？列举对此问题的几个解决办法。
16.分别说明Cache存储器的按需取进法、恒预取法、不命中时才预取法的定义。（P120）
17.发现组相联、LRU替换的Cache存储器的等效访问速度不够高，此时增大主存容量和增大Cache容量，会对Cache存储器等效率访问速度有何影响，并分析其原因。

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