CSAPP第六章家庭作業參考答案

（CSAPP第三版系列）導航篇傳送門

6.24

這個文件由4000個邏輯塊組成，並且對於磁盤，Tavg seek = 4ms, Tmax rotation = 4ms, 而Tavgrotatioin = 2ms。

A.  最好情況是塊被映射到連續的扇區，在同一柱面上這樣就可以不移動讀寫頭來一塊接一塊地讀。一旦讀寫頭定位到了第一個扇區，需要磁盤轉4整圈（平均每個磁道上1000扇區）。

所以讀這個文件的總時間爲：4ms + 2ms + 4*Tmaxrotationi = 22ms。

B.  隨機的情況：在這種情況中，塊被隨機地映射到扇區上，讀4000塊中的每一塊都需要Tavg seek + Tavg rotation。

所以讀這個文件的總時間爲：4000*（4ms + 2ms） = 24000ms。

6.28 這個問題是關於練習題6.12中的高速緩存的

A.  所有會在組2中命中的十六進制內存地址：無，因爲組2中所有行的有效位標記均爲0。

B.  所有會在組4中命中的十六進制內存地址：0x18F0,0x18F1,0x18F2,0x18F3,0x00B0,0x00B1,0x00B2,0x00B3。

C.  所有會在組5中命中的十六進制內存地址：0x0E34,0x0E35,0x0E36,0x0E37。

D.  所有會在組7中命中的十六進制內存地址：0x1BDC,0x1BDD,0x1BDE,0x1BDF。

6.32對於內存地址0x16E8重複作業6.31

A.  地址格式（每個小框表示一位）：

B.  內存引用：

6.36

A.  情況1不命中率是100%。

原因：這種情況下，高速緩存大小隻能容納該二維數組的一行，並且x[0][i]和x[1][i]總是映射到同一個高速緩存行，所以對一個數組的引用總是驅逐出另一個數組的有用的行，即每個操作都會不命中。

B.  情況2不命中率是25%。

原因：這種情況下，高速緩存可以正好容納下這個數組，因此所有的不命中都是開始時的冷不命中。不命中率 = sizeof(int) / BlockSize = 4/16 = 25%。

C.  情況3不命中率是25%。

原因：這種情況下，高速緩存只能保存數組的1/2，掃描數組的第二部分會驅逐掃描第一部分時加載進來的那一行。並且由於使用了兩路組相連，掃描數組的兩部分的過程中，不命中率都是sizeof(int)/BlockSize = 25%，則總不命中率 = 25%。

D.  對情況3，更大的高速緩存大小不會幫助降低不命中率。

原因：根據對情況三的分析，緩存的總大小不是限制因素，限制因素是塊的大小。（miss_rate= sizeof(int)/BlockSize）。

E.  對情況3，更大的塊大小會幫助降低不命中率。

原因：根據對情況三的分析，緩存不命中的限制因素就是塊的大小（miss_rate= sizeof(int)/BlockSize），所以更大的塊會減低不命中率。

6.40

A.  寫總數爲16*16*4 = 1024次。

B.  根據6.38中的假設，每個塊可以存放2個結構體元素，且整個高速緩存的大小爲square數組大小的一半。在給出的程序代碼中，前一個循環的寫次數是256次，其中不命中率爲50%，則不命中數爲128次；後一個循環的寫次數是256*3次，不命中數仍爲128次。即總的不命中數爲256次。

C.  由A和B結果可知，不命中率是25%。

6.44

可以重點觀察s5及以後的列上的數據（前面數據受到預取的影響），不難看出數據在32k, 256k和4m-8m之間均有明顯突變。所以可以估計本機cache大小：L1:32K，L2:256K,L3:4MB-8M。且與CPU-Z檢測結果相符合。