工学
问答题计算机中设置Cache的作用是什么？能否将Cache的容量扩大，最后取代主存，为什么？
题目
相似问题和答案
第1题：
以下关于Cache(高速缓冲存储器)的描述，(9)是错误的。
A．在体系结构上，Cache存储器位于主存与CPU之间
B．Cache存储器存储的内容是主存部分内容的拷贝
C．使用Cache存储器并不能扩大主存的容量
D．Cache的命中率只与其容量相关
解析：本题考查高速缓存基础知识。高速缓存Cache有如下特点：它位于CPU和主存之间，由硬件实现；容量小，一般在几KB到几MB之间；速度一般比主存快5到10倍，由快速半导体存储器制成；其内容是主存内容的副本，对程序员来说是透明的；Cache既可存放程序又可存放数据。Cache存储器用来存放主存的部分拷贝(副本)。控制部分的功能是：判断CPU要访问的信息是否在Cache存储器中，若在即为命中，若不在则没有命中。命中时直接对 Cache存储器寻址。未命中时，若是读取操作，则从主存中读取数据，并按照确定的替换原则把该数据写入Cache存储器中：若是写入操作，则将数据写入主存即可。Cache的命中率主要与如下几个因素有关：程序在执行过程中的地址流分布情况；当发生Cache块失效时，所采用的替换算法；Cache的容量；在组相联映像方式中，块的大小和分组的数目；所采用的Cache预取算法等。Cache的命中率随其容量增加而提高，它们之间的关系曲线如下图所示。在Cache容量比较小的时候，命中率提高的非常快，随着Cache容量的增加，命中率提高的速度逐渐降低。当Cache容量增加到无穷大时，命中率可望达到100%，但这实际上是做不到的。
第2题：
某机主存容量为16MB，cache容量为16KB，主存与cache每块都分为16B，主存与cache地址变换采用直接映像方法。这种映像方法优点是算法简单，缺点是(1)。若访问的主存单元为B4AF45H，而且该单元已经装入cache，则cache的地址是(2)。
A．转换方法复杂
B．转换速度较慢
C．cache利用不充分
D．转换方法不直观
第3题：
共用题干题某计算机的Cache采用相联映像，Cache容量为16KB，每块8个字，每个字32位，并且将Cache中每4块分为一组。若主存最大容量为4GB且按字节编址，则主存地址应为（1）位，组号应为（2）位。若Cache的命中率为0.95，且Cache的速度是主存的5倍，那么与不采用Cache相比较，采用Cache后速度大致提高到（3）倍。
空白（1）处应选择（）
A.24
B.32
C.36
D.40
主存最大容量为4GB且按字节编址，由于2=4GB，所以主存地址应为32位。因为每块8个字，每个字32位，并且将Cache中每4块分为一组，则每组的大小为32/8×8×4=128B。Cache容量为16KB，共可分成16K/128=128组，由于2=128，所以组号应为7位。设主存的存取周期为h，因Cache的速度是主存的5倍，所以Cache的存取周期为32
第4题：
一个设有cache的存储系统中，若主存容量为512KB，cache容量为2KB，每次交换的数据块长度为16B。主存数据调入cache时，为了区分是主存哪个部分哪个字块调入cache中哪个字块位置。因此在cache存储器中还需存放调入主存字块的特征，即cache字块标志(主存高位地址)。cache地址映像若采用直接映像方式，本题中cache字块标志是(1)位，若采用全相联地址映像方式，则cache字块标志是(2)位。
A．7
B．8
C．12
D．19
第5题：
在CPU与主存之间设置高速缓冲存储器(Cache)，其目的是为了(2)。
A．扩大主存的存储容量
B．提高CPU对主存的访问效率
C．既扩大主存容量又提高存取速度
D．提高外存储器的速度
解析：为了提高CPU对主存的存取速度，又不至于增加很大的成本。现在，通常在CPU与主存之间设置高速缓冲存储器(Cache)，其目的就在于提高速度而不增加很大代价。同时，设置高速缓冲存储器并不能增加主存的容量。
第6题：
此题为判断题(对，错)。
第7题：
在CPU与主存之间设置高速缓冲存储器(Cache)的目的是为了(4)。
A．扩大主存的存储容量
B．提高CPU对主存的访问效率
C．既扩大主存容量又提高存取速度
D．提高外存储器的速度
解析：高速缓冲存储器(Cache)是位于CPU与主存间的一种容量坡小但速度很高的存储器。由于CPU的速度远高于主存，CPU直接从内存中存取数据要等待一定时间周期， Cache中保存着CPU刚用过或循环使用的一部分数据，当CPU再次使用该部分数据时可从Cache中直接调用，这样就减少了CPU的等待时间，提高了CPU对主存的访问效率，因此选B。
第8题：
● 在CPU 与主存之间设置高速缓冲存储器Cache的目的是为了 （2） 。
（2）
A. 扩大主存的存储容量
B. 提高CPU 对主存的访问效率
C. 既扩大主存容量又提高存取速度
D. 提高外存储器的速度
第9题：
下面关于Cache的叙述，“(6)”是错误的。
A．在体系结构上，Cache存储器位于主存与CPU之间
B．Cache存储器存储的内容是动态更新的
C．使用Cache存储器并不能扩大主存的容量
D．Cache的命中率只与其容量相关
解析：本题考查高速缓存基础知识。高速缓存Cache有如下特点：它位于CPU和主存之间，由硬件实现；容量小，一般在几KB到几MB之间；速度一般比主存快5到10倍，由快速半导体存储器制成；其内容是主存内容的副本，对程序员来说是透明的；Cache既可存放程序又可存放数据。Cache存储器用来动态存放主存的部分拷贝(副本)。控制部分的功能是：判断CPU要访问的信息是否在Cache存储器中，若在即为命中，若不在则没有命中。命中时直接对Cache存储器寻址。未命中时，若是读取操作，则从主存中读取数据，并按照确定的替换原则把该数据写入Cache存储器中：若是写入操作，则将数据写入主存即可。Cache的命中率主要与如下几个因素有关：程序在执行过程中的地址流分布情况；当发生Cache块失效时，所采用的替换算法；Cache的容量；在组相联映像方式中，块的大小和分组的数目；所采用的Cache预取算法等等。Cache的命中率随其容量增加而提高，它们之间的关系曲线如下图所示。在Cache容量比较小的时候，命中率提高的非常快，随着Cache容量的增加，命中率提高的速度逐渐降低。当Cache容量增加到无穷大时，命中率可望达到100%，但这是实际上是做不到的。
第10题：
在多级存储系统中，Cache处在CPU和主存之间，解决(55)问题。若Cache和主存的存取时间分别为T1和T2，Cache的命中率为H，则该计算机实际存取时间为(56)。当CPU向存储器执行读操作时，首先访问Cache，若命中，则从Cache中取出指令或数据，否则从主存中取出，送(57)：当CPU向存储器执行写操作时，为了使Cache的内容和主存的内容保持一致，若采用(58)法，则同时写入Cache和主存。由于Cache容量比主存容量小，因此当Cache满时，执行把主存信息向Cache写入，就要淘汰Cache中已有的信息，为了提高Cache的命中率，采用一种(59)替换算法。
A．主存容量扩充
B．主存和CPU速度匹配
C．多个请求源访问主存
D．BIOS存放
解析：he的主要功能是提供CPU与RAM间的速度匹配问题，存储器效率的计算公式为：HTI+(1-H)T2。为了提高Cache的命中率，我们常采用LRU最近最少使用的替换算法。