第44练 4.4.1 高速缓冲存储器 《计算机原理》 （第5版） 一课一练 （吉林）

【编写说明】依托三阶支架资源编写方案，《一课一练》明确基础层具象化支架定位，作为课堂同步配套资源，其内容与课堂教学深度绑定，并且精准匹配中职学生知识基础与学习特质，遵循“由浅入深、循序渐进”的认知规律，聚焦基础性与实效性核心，通过拆解知识点、简化认知难度，切实降低学习门槛，为后续知识巩固与能力提升筑牢根基，是优质课后作业首选。 本卷是《计算机原理》（第5版）《一课一练》第44练，内容是4.4.1 高速缓冲存储器。 《计算机原理》（第5版）一课一练 第44练 4.4.1 高速缓冲存储器 一、单选题 1. Cache存储器位于什么之间（ ） A. CPU与主存之间 B. 主存与辅存之间 C. CPU与辅存之间 D. 输入设备与输出设备之间 2. Cache的基本工作原理基于程序的什么特性（ ） A. 顺序执行特性 B. 局部性特性 C. 随机访问特性 D. 行执行特性 3. 当CPU访问主存时先查Cache，若在Cache中找到所需数据则称为（ ） A. 命中 B. 缺失 C. 冲突 D. 替换 4. Cache命中率是指（ ） A. Cache容量与主存容量的比值 B. 命中次数与总访存次数的比值 C. 缺失次数占总访存次数的比值 D. Cache中数据更新的频率 5. Cache与主存之间的地址映射方式不包括（ ） A. 直接映射 B. 全相联映射 C. 组相联映射 D. 随机映射 二、判断题 6. Cache的存取速度比主存快，但容量比主存小。（ ） 7. Cache中的内容由程序员通过指令来管理和维护。（ ） 三、填空题 8. Cache的工作原理基于程序的______性，包括时间局部性和空间局部性。 9. Cache与主存之间的基本地址映射方式有直接映射、全相联映射和______映射三种。 四、简答题 10. 简述Cache存储器的功能、结构和工作原理。 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 学科网（北京）股份有限公司 $ 【编写说明】依托三阶支架资源编写方案，《一课一练》明确基础层具象化支架定位，作为课堂同步配套资源，其内容与课堂教学深度绑定，并且精准匹配中职学生知识基础与学习特质，遵循“由浅入深、循序渐进”的认知规律，聚焦基础性与实效性核心，通过拆解知识点、简化认知难度，切实降低学习门槛，为后续知识巩固与能力提升筑牢根基，是优质课后作业首选。 本卷是《计算机原理》（第5版）《一课一练》第44练，内容是4.4.1 高速缓冲存储器。 《计算机原理》（第5版）一课一练 第44练 4.4.1 高速缓冲存储器 一、单选题 1. Cache存储器位于什么之间（ ） A. CPU与主存之间 B. 主存与辅存之间 C. CPU与辅存之间 D. 输入设备与输出设备之间 【答案】A 【解析】Cache位于CPU与主存之间，利用高速SRAM缓存主存中频繁访问的数据块，减少CPU等待主存响应的时间。 2. Cache的基本工作原理基于程序的什么特性（ ） A. 顺序执行特性 B. 局部性特性 C. 随机访问特性 D. 行执行特性 【答案】B 【解析】程序局部性包括时间局部性（最近访问的数据很可能再次访问）和空间局部性（附近地址的数据很可能相继被访问），Cache据此预取数据。 3. 当CPU访问主存时先查Cache，若在Cache中找到所需数据则称为（ ） A. 命中 B. 缺失 C. 冲突 D. 替换 【答案】A 【解析】CPU所需数据在Cache中找到称为命中，直接从Cache获取，速度接近Cache存取速度；未找到称为缺失，需从主存读取。 4. Cache命中率是指（ ） A. Cache容量与主存容量的比值 B. 命中次数与总访存次数的比值 C. 缺失次数占总访存次数的比值 D. Cache中数据更新的频率 【答案】B 【解析】命中率=命中次数÷总访存次数，反映Cache的工作效率，命中率越高平均访存时间越接近Cache速度，系统性能越好。 5. Cache与主存之间的地址映射方式不包括（ ） A. 直接映射 B. 全相联映射 C. 组相联映射 D. 随机映射 【答案】D 【解析】Cache地址映射有三种基本方式：直接映射（主存块固定映射到Cache特定行）、全相联映射（可映射到任意行）、组相联映射（映射到特定组的任意行）。随机映射不是标准映射方式。 二、判断题 6. Cache的存取速度比主存快，但容量比主存小。（ ） 【答案】√ 【解析】Cache用高速SRAM实现，存取速度几ns级别远快于主存DRAM的几十ns，但SRAM集成度低成本高，Cache容量通常远小于主存。 7. Cache中的内容由程序员通过指令来管理和维护。（ ） 【答案】× 【解析】Cache对程序员是透明的，其内容调入、替换、一致性维护完全由硬件自动完成，程序员无需也无法直接操作Cache。 三、填空题 8. Cache的工作原理基于程序的______性，包括时间局部性和空间局部性。 【答案】局部 【解析】时间局部性指刚被访问的数据可能很快再次被访问；空间局部性指被访问数据附近的地址可能相继被访问，Cache据此预取数据块。 9. Cache与主存之间的基本地址映射方式有直接映射、全相联映射和______映射三种。 【答案】组相联 【解析】组相联映射将Cache分组，主存块映射到固定组但组内可放任意行，是直接映射、全相联映射的折中方案，兼顾灵活性、效率。 四、简答题 10. 简述Cache存储器的功能、结构和工作原理。 【答案】Cache功能是解决CPU与主存速度不匹配问题。结构上位于CPU与主存之间，用高速SRAM构成，容量小速度快。工作原理基于局部性：CPU访存先查Cache，命中则直接获取，缺失则从主存读数据调入Cache。Cache与主存通过地址映射（直接、全相联、组相联）建立对应关系，满时用替换算法淘汰旧块，通过写策略保证数据一致性。命中率越高，平均访存速度越接近Cache速度。 【解析】Cache通过局部性原理缓存常用数据，映射方式、替换算法、写策略是其三大核心技术。 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 学科网（北京）股份有限公司 $