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上一道2019年真题的延续,它将考察的重点从程序的动态执行,转向了就是好的,这道题存储器层次结构的静态分析,特别是虚拟存储Cache的地址映射。

我们来详细地解析这道题,并融入“拉分点”的思考。

题目原文 (整理后)

(3)【2019统考真题】对于题2(即上一题),若计算机M的主存地址为32位,采用分页存储管理方式,页大小为4KB,则第1行的push指令和第30行的ret指令是否在同一页中(说明理由)?若指令Cache有64行,采用4路组相联映射方式,主存块大小为64B,则32位主存地址中,哪几位表示块内地址?哪几位表示Cache组号?哪几位表示标记(tag)信息?读取第16行的call指令时,只可能在指令Cache的哪一组中命中(说明理由)?

(上一题已知信息: push指令地址00401000H, ret指令地址0040104AH, call指令地址00401025H)


一、运用了什么知识点?考了什么?为什么这么考?

  • 运用知识点:

    1. 页式虚拟存储: 虚拟地址分解为虚拟页号 (VPN) + 页内偏移。判断两个地址是否在同一页,本质是比较它们的VPN是否相同。
    2. Cache地址映射 (组相联): 主存地址分解为标记 (Tag) + 组号 (Index) + 块内偏移 (Offset)。这是Cache考察的核心计算。
    3. VIPT Cache (虚拟索引, 物理标记): 这是一个更深入的知识点。当Index位数 + Offset位数 <= 页内偏移位数时,Cache的组号可以直接从虚拟地址中获取,而无需等待地址翻译。这是现代高性能CPU的常见设计。
  • 考了什么?
    这道题将虚拟存储Cache这两个独立但又紧密关联的系统结合起来考察。它要求考生:

    1. 在虚拟地址层面进行分析否同页)。就是: 判断指令的逻辑位置(
    2. 在物理地址层面进行分析: 分解物理地址以适应Cache的结构。
    3. 连接虚拟与物理: 在计算call指令的Ca