第43练 第4章 高速缓冲存储器《计算机原理》(电工版第五版) 一课一练

编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了《计算机原理》(电工版第五版)一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法，为他们后续的进一步提升奠定坚实基础。 本卷是《计算机原理》(电工版第五版)一课一练一课一练的第4章的第43练，内容涵盖第4章存储系统的 4.4.1 高速缓冲存储器。 《计算机原理》(电工版第五版)一课一练 第43练 第4章 存储系统 4.4.1 高速缓冲存储器 1、 单项选择题（本题共5小题） 1、高速缓冲存储器（Cache）的设计思想是首次提出的时间和人物分别是（ ） A. 1967 年，GIBSON B. 1968 年，GIBSON C. 1967 年，IBM D. 1968 年，IBM 2、Cache 存储器的存取速度（ ） A. 比 CPU 慢很多 B. 与 CPU 相匹配，属于同一个量级 C. 比主存慢很多 D. 与主存速度相同 3、直接地址映像中，主存地址 16 位中，最右侧的 3 位用于（ ） A. 主存中数据块的编号译码 B. 对数据块内部各个字节的译码 C. 指明 Cache 中用来存放主存块的槽号 D. 存放 Cache 槽中的 “标签” 部分 4、当一个新的主存块要写入 Cache 中已有数据块占用的槽号时，对于直接地址映像，采用的替换策略是（ ） A. 近期最少使用的算法（LRU） B. 先进先出（FIFO） C. 随机替换（RANDOM） D. 直接替换特定槽中已有的旧数据块 5、全写法（WT）写入策略的缺点是（ ） A. 数据块的命中率低 B. 逻辑电路设计复杂，制造成本高 C. 存在过多的写入操作，造成系统执行效率降低 D. 主存中的部分内容可能作废，使用会引起错误 2、 判断题（本题共3题） 1、Cache— 主存层次，对于应用程序人员和系统程序人员来说是不透明的。（ ） 2、全相连地址映像的优点是逻辑电路设计简单，制造成本低。（ ） 3、先进先出（FIFO）算法总是替换掉 Cache 中最长时间没有用过的数据块。（ ） 3、 简答题（本题共2小题） 1、简述 Cache 的作用。 2、说明组相连地址映像方法的特点。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $ 编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了《计算机原理》(电工版第五版)一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法，为他们后续的进一步提升奠定坚实基础。 本卷是《计算机原理》(电工版第五版)一课一练一课一练的第4章的第43练，内容涵盖第4章存储系统的 4.4.1 高速缓冲存储器。 《计算机原理》(电工版第五版)一课一练 第43练 第4章 存储系统 4.4.1 高速缓冲存储器 1、 单项选择题（本题共5小题） 1、高速缓冲存储器（Cache）的设计思想是首次提出的时间和人物分别是（ ） A. 1967 年，GIBSON B. 1968 年，GIBSON C. 1967 年，IBM D. 1968 年，IBM 【答案】A 【解析】在计算机系统体系设计的过程中，采用高速缓冲存储器 (Cache) 的设计思想是 1967 年由 GIBSON 首次提出的。 2、Cache 存储器的存取速度（ ） A. 比 CPU 慢很多 B. 与 CPU 相匹配，属于同一个量级 C. 比主存慢很多 D. 与主存速度相同 【答案】B 【解析】Cache 存储器一般采用与制作 CPU 相同的半导体工艺做成，其存取速度可同 CPU 相匹配，属于同一个量级。 3、直接地址映像中，主存地址 16 位中，最右侧的 3 位用于（ ） A. 主存中数据块的编号译码 B. 对数据块内部各个字节的译码 C. 指明 Cache 中用来存放主存块的槽号 D. 存放 Cache 槽中的 “标签” 部分 【答案】B 【解析】主存地址 16 位中，最右侧的 3 位用来对数据块内部各个字节的译码（因为数据块的大小为 8 字节，2³ = 8）。 4、当一个新的主存块要写入 Cache 中已有数据块占用的槽号时，对于直接地址映像，采用的替换策略是（ ） A. 近期最少使用的算法（LRU） B. 先进先出（FIFO） C. 随机替换（RANDOM） D. 直接替换特定槽中已有的旧数据块 【答案】D 【解析】对于直接地址映像，当一个新的主存块要写入 Cache 中已有数据块占用的槽号时，只有一种选择，即直接替换特定槽中已有的旧数据块。 5、全写法（WT）写入策略的缺点是（ ） A. 数据块的命中率低 B. 逻辑电路设计复杂，制造成本高 C. 存在过多的写入操作，造成系统执行效率降低 D. 主存中的部分内容可能作废，使用会引起错误 【答案】C 【解析】用全写法（WT）写入策略时，在写入数据的同时需要写入 Cache 和主存中相应的数据块，存在过多的写入操作，它势必造成系统执行效率的降低，影响整个系统的速度。 2、 判断题（本题共3题） 1、Cache— 主存层次，对于应用程序人员和系统程序人员来说是不透明的。（ ） 【答案】× 【解析】Cache 的整个操作过程都是由硬件实现的，所以 Cache— 主存层次，对于应用程序人员和系统程序人员来说都是透明的。 2、全相连地址映像的优点是逻辑电路设计简单，制造成本低。（ ） 【答案】× 【解析】全相连地址映像的优点是主存数据块能灵活地写入 Cache 中的任何一个槽中，数据块之间的冲突小，命中率高，Cache 的空间利用率高；缺点是逻辑电路的设计十分复杂，制造成本高。 3、先进先出（FIFO）算法总是替换掉 Cache 中最长时间没有用过的数据块。（ ） 【答案】× 【解析】先进先出（FIFO）算法总是替换掉在 Cache 中存放时间最久的数据块，而近期最少使用的算法（LRU）总是替换掉 Cache 中最长时间没有用过的数据块。 3、 简答题（本题共2小题） 1、简述 Cache 的作用。 【答案】高速缓冲存储器 Cache 在计算机系统中起到两个方面的作用：在单处理机（含 1 个 CPU）中，它可以弥补主存与处理机在处理速度方面不匹配的矛盾；在多处理机中，它可以起到减轻互联网络中信息传送负担的作用。 2、说明组相连地址映像方法的特点。 【答案】组相连地址映像方法是直接地址映像和全相连地址映像的折中方法。它把 Cache 中的所有槽号分成若干组，每组又包含若干个槽号。当主存数据块读入 Cache 中时，首先要找该数据块在 Cache 中的槽的组号，然后进行组内译码找到确切的槽号，最后进行数据块内的译码工作，进而找到相应的数据单元。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $