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  3. 某计算机的主存地址空间大小为256MB，按字节编址。指令Cache和数据Cache分离，均有8个Cache行，每个Cache行大小为64B，数据Cache采用直接映射方式。现有两个功能相同的程序A和B，其伪代码如下：假定int类型数据用32位补码表示，程序

某计算机的主存地址空间大小为256MB，按字节编址。指令Cache和数据Cache分离，均有8个Cache行，每个Cache行大小为64B，数据Cache采用直接映射方式。现有两个功能相同的程序A和B，其伪代码如下：假定int类型数据用32位补码表示，程序

admin2013-04-26  144
问题 某计算机的主存地址空间大小为256MB，按字节编址。指令Cache和数据Cache分离，均有8个Cache行，每个Cache行大小为64B，数据Cache采用直接映射方式。现有两个功能相同的程序A和B，其伪代码如下：假定int类型数据用32位补码表示，程序编译时i、j、sum均分配在寄存器中，数组a按行优先方式存放，其首地址为320(十进制数)。请回答下列问题，要求说明理由或给出计算过程。
程序A和B的数据访问命中率各是多少?哪个程序的执行时间更短?
选项
答案编译时i、j、sum均分配在寄存器中，故数据访问命中率仅考虑数组a的情况。①该程序的特点是数组中的每个元素仅被使用一次。数组a按行优先存放，数据Cache正好放下数组半行中的全部元素，即元素的存储顺序与使用次序高度的吻合，每个字块的16个int型元素中，除访问的第一个不会命中，接下来的15个都会命中。访问全部字块都符合这一规律，故命中率为15／16，即程序A的数据访问命中率为93．75％。②程序B按照数组的列执行外层循环，在执行内层循环的过程中，将连续访问不同行的同一列的数据，不同行的同一列数组使用的是同一个Cache单元，每次都不会命中，故命中率为0。由于从Cache读数据比从主存读数据快很多，所以程序A的执行比程序B快得多。
解析
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