第1题
（本题 12 分）现有 C 语言程序 P 的部分代码如图所示。假定运行程序 P 的计算机 M 字长为 32 位，按字节编址，数据 Cache 的数据区大小为 32KB，采用 8 路组相联映射方式，主存块大小为 64B，Cache 的命中时间为 2 个时钟周期，缺失损失为 200 个时钟周期；采用页式虚拟存储管理方式，页大小为 4KB。数组 d 的起始虚拟地址 VA₃₁~VA₀为 01800020H。请回答下列问题：
（1）主存地址中 Cache 组号字段和块内地址字段分别占几位？虚拟地址中哪些位可作为 Cache 索引？（3 分）
（2）d [100] 的虚拟地址为多少？d [100] 所在主存块对应的 Cache 组号是多少？（2 分）
（3）假定执行 for 语句时对应代码已在 Cache，变量 i 和 x 已装入寄存器，数组 d 已调入主存但不在 Cache，则 d [0] 在其所在主存块内的偏移量是多少（用十六进制表示）？for 语句执行过程中，访问数组 d 的 Cache 缺失率和数组元素的平均访问时间分别是多少（Cache 缺失率的计算结果要求用百分比表示，保留两位小数）？（5 分）
（4）数组 d 分布在几个页中？若执行 for 语句时对应代码已在主存，但数组 d 还未调入主存，则执行 for 语句过程中，访问数组 d 所引起的缺页次数是多少？（2 分）
参考答案：
（1）Cache 组号字段占 6 位；块内地址字段占 6 位。虚拟地址中 VA₁₁~VA₆可作为 Cache 索引。
（2）d [100] 的虚拟地址为 018001B0H；Cache 组号是 000110B=6。
（3）d [0] 在其所在主存块内的偏移量为 20H；共发生 129 次 Cache 缺失，访问总次数为 2048×2=4096，Cache 缺失率为 129/4096≈3.15%；数组元素的平均访问时间约为 2+3.15%×200=8.3 个时钟周期。
（4）数组 d 分布在 3 页中；访问数组 d 所引起的缺页次数是 3。