题4
题目
【2011 统考真题】某计算机存储器按字节编址，虚拟（逻辑）地址空间大小为 16MB，主存（物理）地址空间大小为 1MB，页面大小为 4KB：Cache 采用直接映射方式，共 8 行：主存与 Cache 之间交换的块大小为 32B。系统运行到某一时刻时，页表的部分内容和 Cache 的部分内容分别如题 44-a 图、题 44-b 图所示，图中页框号及标记字段的内容为十六进制形式。
请回答下列问题∶
(1) 虚拟地址共有几位，哪几位表示虚页号？物理地址共有几位，哪几位表示页框号（物理页号）？
(2) 使用物理地址访问 Cache 时，物理地址应划分成哪几个字段？要求说明每个字段的位数及在物理地址中的位置。
(3) 虚拟地址 001C60H 所在的页面是否在主存中？若在主存中，则该虚拟地址对应的物理地址是什么？访问该地址时是否 Cache 命中？要求说明理由。
(4) 假定为该机配置一个 4 路组相连的 TLB，该 TLB 共可存放 8 个页表项，若其当前内容（十六进制）如题 44-c 图所示，则此时虚拟地址 024BACH 所在的页面是否在主存中？要求说明理由。
分析
- 存储器按字节编址,虚拟地址空间大小为
,因此虚拟地址为 24 位; 页面大小为 ,因此高 12 位为虚页号。主存地址空间大小为 ,因此物理地址为 20 位; 由于页内地址为 12 位, 因此高 8 位为物理页号。 - 因为 Cache 采用直接映射方式, 所以物理地址各字段的划分如下:
主存字块标记 | Cache 字块标记 | 字块内地址
由于块大小为
- 虚拟地址
的前 12 位为虚页号,即 ,查看 处的页表项,其对应的有效位为 1,因此虚拟地址 所在的页面在主存中。页表 处的页框号为 , 与页内偏移 (虚拟地址后 12 位) 拼接成物理地址 。物理地址 110001100000B, 主存块只能映射到 Cache 的第 3 行 (即第 011B 行), 由于该行的有效位 ,标记 (值为 ) (物理地址高 12 位),因此未命中。 - 由于 TLB 采用四路组相联,因此 TLB 被分为
个组,因此虚页号中高 11 位为 TLB 标记、最低 1 位为 TLB 组号。虚拟地址 ,虚页号为 000000100100B, TLB 标记为 00000010010B (即 012H), TLB 组号为 0B, 因此该虚拟地址所对应的物理页面只能映射到 TLB 的第 0 组。组 0 中存在有效位 、标记 的项,因此访问 TLB 命中,即虚拟地址 所在的页面在主存中。