组成原理
2021-44
假设计算机 M 的主存地址为 24 位，按字节编址；采用分页存储管理方式，虚拟地址为 30 位，页大小为 4 KB；TLB 采用 2 路组相联方式和 LRU 替换策略，共 8 组。请回答下列问题。
1）虚拟地址中哪几位表示虚页号？哪几位表示页内地址？
2）已知访问 TLB 时虚页号高位部分用作 TLB 标记，低位部分用作 TLB 组号，M 的虚拟地址中哪几位是 TLB 标记？哪几位是 TLB 组号？
3）假设 TLB 初始时为空，访问的虚页号依次为 10，12，16，7，26，4，12 和 20，在此过程中，哪一个虚页号对应的 TLB 表项被替换？说明理由。
4）若将 M 中的虚拟地址位数增加到 32 位，则 TLB 表项的位数增加几位？
答案
1）
虚拟地址30位，页大小为4KB（2^12），页内地址占12位，虚页号占30-12=18位。
- 虚页号：虚拟地址的高18位（位29~12）。
- 页内地址：虚拟地址的低12位（位11~0）。
2）
TLB共8组，组号需3位（log2(8)=3）。虚页号的低3位作为TLB组号，高位部分作为TLB标记。
- TLB标记：虚页号的高15位（对应虚拟地址位29~15）。
- TLB组号：虚页号的低3位（对应虚拟地址位14~12）。
3）
虚页号4对应的TLB表项被替换。
理由：TLB初始为空，访问序列中，当访问虚页号20时，其TLB组号（20 mod 8 = 4）对应的组已满（包含虚页号12和4），且虚页号4在组内为LRU（最久未使用），因此被替换。
4）
虚拟地址增至32位后，虚页号位数增至32-12=20位。TLB组号仍为3位，TLB标记位数增至20-3=17位。TLB表项中物理页号等位数不变，故TLB表项位数增加2位。