在Cache-主存两级存储体系中，关于Cache的叙述，错误-名校题库网

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在Cache-主存两级存储体系中，关于Cache的叙述，错误的是（　　）。

A.Cache设计的主要目标是在成本允许的情况下达到较高的命中率，使存储系统具有最短的平均访问时间
B.Cache设计的一个重要原则是在争取获得较快的存取速度和花费较低的存储成本之间达到合理的折衷
C.除了Cache容量和块的大小，地址相联方式和替换策略也会影响Cache的命中率
D.在速度要求较高的场合采用直接映像，在速度要求较低的场合采用组相联或全相联

正确答案及解析

正确答案

解析

本题考查高速缓存的相关知识。

为解决高速CPU与低速内存之间的速度差异，最经济、有效的方法是在两者之间插入容量不大但操作速度很高的存储器高速缓存（Cache），起到缓冲作用，使CPU既可以以较快速度存取Cache中的数据，又不使系统成本过高。

与主存相比，Cache的容量很小，它保存的只是一部分主存内容的一个副本，且Cache与主存的数据交换是以块为单位。

地址映射即是应用某种方法把主存地址定位到Cache中，有全相联方式、直接方式和组相联方式三种方式。

（1）直接相联映射方式。

这是一种最简单而又直接的映射方法，指主存中每个块只能映射到Cache的一个特定的块。在该方法中，Cache块地址j和主存块地址i的关系为：

j=i mod Cb

其中Cb是Cache的块数。这样，整个Cache地址与主存地址的低位部分完全相同。

直接映射法的优点是所需硬件简单，只需要容量较小的按地址访问的区号标志表存储器和少量比较电路；缺点是Cache块冲突概率较高，只要有两个或两个以上经常使用的块恰好被映射到Cache中的同一个块位置时，就会使Cache命中率急剧下降。

（2）全相联映射方式。

这种映射方式允许主存的每一块信息可以存到Cache的任何一个块空间，也允许从已被占满的Cache中替换掉任何一块信息。全相联映射的优点是块冲突概率低；其缺点是访问速度慢，并且成本太高。

（3）组相联映射方式。

这种方式是前两种方式的折衷方案。这种映射方式在组间是直接映射，而组内是全相联映射，其性能和复杂性介于直接映射和全相联映射之间。

CPU在访问内存时，首先判断所要访问的内容是否在Cache中，如果在，就称为“命中”，此时CPU直接从Cache中调用该内容；否则，就称为“不命中”。一般来说，Cache的存储容量比主存的容量小得多，但不能太小，太小会使命中率太低；也没有必要过大，过大不仅会增加成本，而且当容量超过一定值后，命中率随容量的增加将不会有明显地增长。