Σύγχρονα Θέματα Αρχιτεκτονικής Υπολογιστών — Πρόοδος 2018¶
2025-01-17_7.36.02_.png¶
Θέμα προόδου 2018 με κρυφή μνήμη
Θεωρείστε σύστημα μνήμης στο οποίο σε κάθε ψηφιολέξη (byte) αντιστοιχεί μια διεύθυνση. Θεωρήστε επίσης ότι το μέγεθος της λέξης είναι ίσο με μία ψηφιολέξη. Το σύστημα μνήμης περιλαμβάνει κρυφή μνήμη πρώτου επιπέδου 32 Κψηφιολέξεων (Kbytes) και πλαίσια των 64 ψηφιολέξεων που προσπελαύνονται με φυσικές διευθύνσεις. Όσον αφορά τις δύο περιπτώσεις εξετάστε την οργάνωση:
i. Μονοσήμαντης απεικόνισης ii. 2-τρόπων συνόλου συσχέτισης
α. Για κάθε μία των ανωτέρω περιπτώσεων να δώσετε τα πεδία από τα οποία θεωρούμε ότι αποτελείται η διεύθυνση του επεξεργαστή για την προσπέλαση της κρυφής μνήμης και να δηλώσετε το ρόλο κάθε πεδίου.
β. Ποια από τα περιεχόμενα των θέσεων μνήμης με φυσικές διευθύνσεις A: 00000077070(8), B: 00000037701(8), C: 00000377053(8), D: 00000037707(8), E: 00000240137(8), F: 00000177052(8), G: 00000240063(8) είναι δυνατόν να βρίσκονται ταυτόχρονα στην κρυφή μνήμη σε καθεμία από τις περιπτώσεις i, ii; Δικαιολογήστε την απάντησή σας.
Λύσεις (🟡 community)
Κατάσταση: 🟡 community Πηγή: φωτογραφία με λύση (2025-01-17_7.36.02_.png), προέλευση άγνωστη
Προσοχή
Η λύση καλύπτει μόνο το ερώτημα α.i (μονοσήμαντη απεικόνιση)· δεν υπάρχει λύση για το α.ii (2-τρόπων συνόλου συσχέτισης) ούτε για το ερώτημα β. Στον πίνακα της λύσης τα γράμματα A–G δεν αντιστοιχούν στα γράμματα της εκφώνησης του ερωτήματος β: το Α της εκφώνησης (00000077070) εμφανίζεται ως C, το D (00000037707) ως A, το F (00000177052) ως D. Η αντιστοιχία πρέπει να ελεγχθεί πριν χρησιμοποιηθεί. Η προέλευση της φωτογραφίας δεν είναι γνωστή· χαρακτηρίστηκε «λύση» από τον αναγνώστη, οπότε η κατάταξη ως community είναι προσωρινή.
Λύσεις — Σύγχρονα Θέματα Αρχιτεκτονικής Υπολογιστών — Πρόοδος 2018¶
2025-01-17_7.36.02_.png¶
Θέμα προόδου 2018 με κρυφή μνήμη
Θεωρείστε σύστημα μνήμης στο οποίο σε κάθε ψηφιολέξη (byte) αντιστοιχεί μια διεύθυνση. Θεωρήστε επίσης ότι το μέγεθος της λέξης είναι ίσο με μία ψηφιολέξη. Το σύστημα μνήμης περιλαμβάνει κρυφή μνήμη πρώτου επιπέδου 32 Κψηφιολέξεων (Kbytes) και πλαίσια των 64 ψηφιολέξεων που προσπελαύνονται με φυσικές διευθύνσεις. Όσον αφορά τις δύο περιπτώσεις εξετάστε την οργάνωση:
i. Μονοσήμαντη απεικόνιση ii. 2-τρόπων συνόλου συσχέτισης
α. Για κάθε μία των ανωτέρω περιπτώσεων να δώσετε τα πεδία από τα οποία θεωρούμε ότι αποτελείται η διεύθυνση του επεξεργαστή για την προσπέλαση της κρυφής μνήμης και να δηλώσετε το ρόλο κάθε πεδίου.
β. Ποια από τα περιεχόμενα των θέσεων μνήμης με φυσικές διευθύνσεις A: 00000077070(8), B: 00000037701(8), C: 00000377053(8), D: 00000037707(8), E: 00000240137(8), F: 00000177052(8), G: 00000240063(8) είναι δυνατόν να βρίσκονται ταυτόχρονα στην κρυφή μνήμη σε καθεμία από τις περιπτώσεις i, ii; Δικαιολογήστε την απάντησή σας.
Λύση
Αφού κάθε πλαίσιο έχει 64 = 2⁶ λέξεις, τα 6 λιγότερο σημαντικά δυαδικά ψηφία της διεύθυνσης θα καθορίζουν τη διεύθυνση της λέξης μέσα στο μπλοκ της κύριας μνήμης και στο πλαίσιο της κρυφής μνήμης, δμΠ. Αφού η κρυφή μνήμη έχει 32 Κλέξεις =25210 λέξεις = 2¹⁵ λέξεις και κάθε πλαίσιο 64 = 2⁶ λέξεις, η κρυφή μνήμη θα έχει 2¹⁵/2⁶ πλαίσια =2⁹ πλαίσια.
α.i. Οργάνωση μονοσήμαντης απεικόνισης
Αφού η κρυφή μνήμη έχει 2⁹ πλαίσια, τα αμέσως επόμενα (μετά το πεδίο δμΠ) 9 λιγότερο σημαντικά δυαδικά ψηφία της διεύθυνσης θα καθορίζουν τη διεύθυνση του πλαισίου στην κρυφή μνήμη. Τα υπόλοιπα δυαδικά ψηφία της διεύθυνσης αποτελούν την ετικέτα. 17 δυαδικά ψηφία
| 17 δυαδικά ψηφία | 9 δυαδικά ψηφία | 6 δυαδικά ψηφία |
|---|---|---|
| 6 ψηφία στο οκταδικό | 3 ψηφία στο οκταδικό | 2 ψηφία στο οκταδικό |
| Ετικέτα | Διεύθυνση πλαισίου | Διεύθυνση της λέξης μέσα στο πλαίσιο |
[Σχήμα: πίνακας διαχωρισμού της διεύθυνσης. Η γραμμή «Διεύθυνση μπλοκ στην κύρια μνήμη» καλύπτει τις στήλες «Ετικέτα» και «Διεύθυνση πλαισίου». Η στήλη «Διεύθυνση της λέξης μέσα στο μπλοκ» αντιστοιχεί στα 6 δυαδικά ψηφία της λέξης.]
| Αριθμός αναφοράς | Διεύθυνση θέσης μνήμης στο οκταδικό | Ετικέτα (17 δυαδικά ψηφία) | Διεύθυνση πλαισίου (9 δυαδικά ψηφία) | Διεύθυνση της λέξης μέσα στο πλαίσιο (6 δυαδικά ψηφία) |
|---|---|---|---|---|
| A | 00000037707 | 00-000-000-000-000-000 | 011-111-111 | 000-111 |
| B | 00000037701 | 00-000-000-000-000-000 | 011-111-111 | 000-001 |
| C | 00000077070 | 00-000-000-000-000-000 | 111-111-000 | 111-000 |
| D | 00000177052 | 00-000-000-000-000-001 | 111-111-000 | 101-010 |
| E | 00000377053 | 00-000-000-000-000-011 | 111-111-000 | 101-011 |
| F | 00000240063 | 00-000-000-000-000-010 | 100-000-000 | 110-011 |
| G | 00000240137 | 00-000-000-000-000-010 | 100-000-001 | 011-111 |
[Σχήμα: στον παραπάνω πίνακα οι στήλες ετικέτας και πλαισίου είναι επισημασμένες με κίτρινο και πράσινο χρώμα.]