2025-43
现有 C 语言程序 P 的部分代码如下。假定运行程序 P 的计算机 M 字长为 32 位，按字节编址；数据 Cache 的数据区大小为 32 KB，采用 8 路组相联映射方式，主存块大小为 64 B，Cache 命中时间为 2 个时钟周期，缺失损失为 200 个时钟周期；采用页式虚拟存储管理方式，页大小为 4 KB；数组 d 的起始虚拟地址为 0180 0020H（VA31～VA0）。
int x, d[2048], i;
...
for (i = 0; i < 2048; i++)
d[i] = d[i] / x;
...请回答下列问题：
(1) 主存地址中 Cache 组号字段和块内地址字段分别占几位？虚拟地址中哪些位可作为 Cache 索引？
(2) d[100] 的虚拟地址是多少？d[100] 所在主存块对应的 Cache 组号是多少？
(3) 假设执行 for 语句时对应代码已在 Cache 中，变量 i 和 x 已装入寄存器，数组 d 已调入主存但不在 Cache 中，则 d[0] 在其所在主存块内的偏移量是多少（用十六进制表示）？for 语句执行过程中，访问数组 d 的 Cache 缺失率和数组元素的平均访问时间分别是多少（缺失率百分比保留两位）？
(4) 数组 d 分布在几个页中？若执行 for 语句时对应代码已经在主存，但数组 d 还未调入主存，则执行 for 语句过程中，访问数组 d 所引起的缺页次数是多少？
（1）Cache 组号字段占 6 位，块内地址字段占 6 位；可用虚拟地址 VA11～VA6 作为 Cache 索引。
（2）d[100] 的虚拟地址为 0180 01B0H；对应的 Cache 组号字段为 000110B，即 06H（十进制 6）。
（3）d[0] 的块内偏移量为 20H。数组共涉及 129 个主存块；循环对数组的读、写共 4096 次，缺失 129 次，故缺失率为 129/4096≈3.15%，平均访问时间为 2+0.0315×200=8.30 个时钟周期。
（4）数组 d 分布在 3 个页中；访问数组 d 引起的缺页次数为 3 次。