2. 计算机
  3. 使用Cache改善系统性能的依据是程序的局部性原理。程序中大部分指令是(1)的。设某计算机主存的读／写时间为100ns，有一个指令和数据合一的Cache，已知该Cache的读／写时间为10ns，取指令的命中率为98％，取数的命中率为95％。在执行某类程序时

使用Cache改善系统性能的依据是程序的局部性原理。程序中大部分指令是(1)的。设某计算机主存的读／写时间为100ns，有一个指令和数据合一的Cache，已知该Cache的读／写时间为10ns，取指令的命中率为98％，取数的命中率为95％。在执行某类程序时

admin2017-09-13  40
问题 使用Cache改善系统性能的依据是程序的局部性原理。程序中大部分指令是(1)的。设某计算机主存的读／写时间为100ns，有一个指令和数据合一的Cache，已知该Cache的读／写时间为10ns，取指令的命中率为98％，取数的命中率为95％。在执行某类程序时，约有1／5指令需要额外存／取一个操作数。假设指令流水线在任何时候都不阻塞，则设置Cache后，每条指令的平均读取时间约为(2)ns。
(2)
选项 A、12．3
B、14．7
C、23．4
D、26．3
答案B
解析 在设计和开发系统程序和应用程序时，程序员通常采用模块化的程序设计方法。某一模块的程序，往往集中在存储器逻辑地址空间中很小的一块范围内，且程序地址分布是连续的。也就是说，CPU在一段较短的时间内，是对连续地址的一段很小的主存空间频繁地进行访问，而对此范围以外地址的访问甚少，这种现象称为程序访问的局部性。
    基于程序访问的局部性原理，增加Cache使得要访问的数据绝大多数都可以在Cache中找到，这样才能在性能上使主存的平均读出时间尽可能接近Cache的读出时间。Cache的工作效率通常用“命中率”来表示。
    命中率指的是CPU要访问的信息在Cache中的概率，Cache的命中率越高，CPU访问主存的速度就越接近访问Cache的速度。通常Cache的容量越大，存储的块也越多，CPU的命中率就越高。但是，当Cache的容量达到一定值时，命中率并不会随着容量的增大而增加，而且Cache容量的增大将导致成本的增加，所以，Cache的容量一般是命中率与成本价格的折衷。
    在一个程序执行期间，设Nc表示Cache完成存取的总次数，Nm表示主存完成存取的总次数，h定义为命中率，则有

    若tc表示命中时的Cache访问时间，tm表示未命中时的主存访问时间，1-h表示未命中率，则Cache一主存系统的平均访问时间ta为：
    ta=htc+(1一h)tm
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