CSAPP第六章家庭作业参考答案

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6.24

这个文件由4000个逻辑块组成，并且对于磁盘，Tavg seek = 4ms, Tmax rotation = 4ms, 而Tavgrotatioin = 2ms。

A. 最好情况是块被映射到连续的扇区，在同一柱面上这样就可以不移动读写头来一块接一块地读。一旦读写头定位到了第一个扇区，需要磁盘转4整圈（平均每个磁道上1000扇区）。

所以读这个文件的总时间为：4ms + 2ms + 4*Tmaxrotationi = 22ms。

B. 随机的情况：在这种情况中，块被随机地映射到扇区上，读4000块中的每一块都需要Tavg seek + Tavg rotation。

所以读这个文件的总时间为：4000*（4ms + 2ms） = 24000ms。

6.28 这个问题是关于练习题6.12中的高速缓存的

A. 所有会在组2中命中的十六进制内存地址：无，因为组2中所有行的有效位标记均为0。

B. 所有会在组4中命中的十六进制内存地址：0x18F0,0x18F1,0x18F2,0x18F3,0x00B0,0x00B1,0x00B2,0x00B3。

C. 所有会在组5中命中的十六进制内存地址：0x0E34,0x0E35,0x0E36,0x0E37。

D. 所有会在组7中命中的十六进制内存地址：0x1BDC,0x1BDD,0x1BDE,0x1BDF。

6.32对于内存地址0x16E8重复作业6.31

A. 地址格式（每个小框表示一位）：

B. 内存引用：

参数	值
高速缓存块偏移（CO）	0x0
高速缓存组索引（CI）	0x2
高速缓存标记（CT）	0xB7
高速缓存命中？（是/否）	否
返回的高速缓存字节	0x-

6.36

A. 情况1不命中率是100%。

原因：这种情况下，高速缓存大小只能容纳该二维数组的一行，并且x[0][i]和x[1][i]总是映射到同一个高速缓存行，所以对一个数组的引用总是驱逐出另一个数组的有用的行，即每个操作都会不命中。

B. 情况2不命中率是25%。

原因：这种情况下，高速缓存可以正好容纳下这个数组，因此所有的不命中都是开始时的冷不命中。不命中率 = sizeof(int) / BlockSize = 4/16 = 25%。

C. 情况3不命中率是25%。

原因：这种情况下，高速缓存只能保存数组的1/2，扫描数组的第二部分会驱逐扫描第一部分时加载进来的那一行。并且由于使用了两路组相连，扫描数组的两部分的过程中，不命中率都是sizeof(int)/BlockSize = 25%，则总不命中率 = 25%。

D. 对情况3，更大的高速缓存大小不会帮助降低不命中率。

原因：根据对情况三的分析，缓存的总大小不是限制因素，限制因素是块的大小。（miss_rate= sizeof(int)/BlockSize）。

E. 对情况3，更大的块大小会帮助降低不命中率。

原因：根据对情况三的分析，缓存不命中的限制因素就是块的大小（miss_rate= sizeof(int)/BlockSize），所以更大的块会减低不命中率。

6.40

A. 写总数为16*16*4 = 1024次。

B. 根据6.38中的假设，每个块可以存放2个结构体元素，且整个高速缓存的大小为square数组大小的一半。在给出的程序代码中，前一个循环的写次数是256次，其中不命中率为50%，则不命中数为128次；后一个循环的写次数是256*3次，不命中数仍为128次。即总的不命中数为256次。

C. 由A和B结果可知，不命中率是25%。

6.44

mountain程序在本机运行结果如下图所示：

可以重点观察s5及以后的列上的数据（前面数据受到预取的影响），不难看出数据在32k, 256k和4m-8m之间均有明显突变。所以可以估计本机cache大小：L1:32K，L2:256K,L3:4MB-8M。且与CPU-Z检测结果相符合。

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