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  3. 某计算机采用页式存储管理，内存中现有1 000个页表项，CPU的cache中可以存放N个页表项，该系统中，CPU内存访问的时间为100 ns，对cache访问的时间是5 ns，如果希望页表映射的平均时间降到20 ns以下，那么cache中的N必须高于(

某计算机采用页式存储管理，内存中现有1 000个页表项，CPU的cache中可以存放N个页表项，该系统中，CPU内存访问的时间为100 ns，对cache访问的时间是5 ns，如果希望页表映射的平均时间降到20 ns以下，那么cache中的N必须高于(

admin2019-08-10  29
问题 某计算机采用页式存储管理，内存中现有1 000个页表项，CPU的cache中可以存放N个页表项，该系统中，CPU内存访问的时间为100 ns，对cache访问的时间是5 ns，如果希望页表映射的平均时间降到20 ns以下，那么cache中的N必须高于(    )。
选项 A、850
B、858
C、92B
D、842
答案A
解析 本题考查cache与页式存储管理结合下的时间计算。根据题意，页式寻址方式的过程是这样的，当执行到一个逻辑地址时，MMU首先将页号分离，将得到的页号与cache中的32个页表项比较(同时进行)，若页表项命中，则取出页表项与页内地址相加，形成指令或数据的物理地址，花费5ns，据此地址，然后到内存中取得对应的指令或数据，送到CPU中执行或计算。若不能在cache命中，那么CPU会启动cache更新程序，将新的页表项从内存复制到cache，花费100ns，然后，重复上述地址转换过程，又花去5ns，得到物理地址，再去内存取指令或数据。根据题意，要求得到页框号，也就是物理地址的过程小于20ns，那么设cache韵命中率为x，列关系式：
    5*x+(1-x)*(5+100)=0
    解得x为85％。因此，装入cache的页表项应大于1000*85％=850项，这样可以保证获得页框号的时间小于20ns。
    本题若问，一个指令双字的执行时间是多少时，需要考虑的事情就比较复杂。例如系统的字长是否是32位，32位的系统执行一个双字的时间是1次寻址，16位系统就需要2次寻址。8位系统的就需要4次寻址。另外，采用什么内存管理机制，页式和段式都是执行1次指令寻址需要访问内存2次，段页式需要3次。还要看cache的容量多大，指令是否在cache中等，所以，内存管理中寻址时间的计算与CPU结构和cache的运行模式息息相关，考生应结合计算机组成原理，妥善解决此类问题。
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