设某机主存容量为4MB，Cache容量为16KB，每字块有8

[问答题]

设某机主存容量为4MB，Cache容量为16KB，每字块有8个字，每字32位，设计一个四路组相联映射（即Cache每组内共有4个字块）的Cache组织。

（1）画出主存地址字段中各段的位数。

（2）设Cache的初态为空，CPU依次从主存第0，1，2，…，89号单元读出90个字（主存一次读出一个字），并重复按此次序读8次，问命中率是多少？

（3）若Cache的速度是主存的6倍，试问有Cache和无Cache相比，速度约提高多少倍？

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林呼

（1）根据每字块有8个字，每字32位（4字节），得出主存地址字段中字块内地址为3+2=5位。

根据Cache容量为16KB=2¹⁴B，字块大小为8*32/8=32=2⁵B，得Cache地址共14位，Cache共有2^14-5=2⁹块。

根据四路组相联映射，Cache共分为2⁹/2²=2⁷组。

根据主存容量为4MB=2²²B，得主存地址共22位，主存字块标记为22-7-5=10位，故主存地址格式为：

主存字块标记（10位）

组地址（7位）

字块内地址（5位）

（2）由于每个字块中有8个字，而且初态为空，因此CPU读第0号单元时，未命中，必须访问主存，同时将该字所在的主存块调入Cache第0组中的任一块内，接着CPU读第1~7号单元时均命中。同理，CPU读第8，16，…，88号时均未命中。可见，CPU在连续读90个字***有12次未命中，而后8次循环读90个字全部命中，命中率为：