1.冯诺依曼计算机中指令和数据均以二进制形式存放在存储器中，CPU区分它们的依据是（）
A.指令操作码的译码结果 B指令和数据的寻址方式
C.指令周期的不同阶段 D指令和数据所在的存储单元
答案：C
解析：通常完成一条指令可分为取指阶段和执行阶段。在取指阶段通过访问存储器可将指令取出；在执行阶段通过访问存储器可以将操作数取出。这样，虽然指令和数据都是以二进制代码形式存放在存储器中，但CPU可以判断在取指阶段访问存储器取出的二进制代码是指令；在执行阶段访存取出的二进制代码是数据。

1. 某计算机的Cache共有16块，采用2路组相联映射方式（即每组2块）。每个主存块大小为32字节，按字节编址。主存129号单元所在主存块应装入到的Cache组号是（）
   A.0 B.1 C.4 D.6
   答案：C
   解析：由于Cache共有16块，采用2路组相联，因此共有8组，0,1,2,…,7。主存的某一字块按模8映射到Cache某组的任意字块中，即主存的第0,8,16…字块可以映射到Cache第0组2个字块的任一字块中，而129号单元是位于第4块主存块中，因此将映射到Cache第4组2个字块的任一字块中。
2. 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，其伪代码如下所示：

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。
（1）若不考虑用于Cache一致性维护和替换算法的控制位，则数据Cache的总容量为多少？
（2）数组元素a[0][31]和a[1][1]各自所在的主存块对应的Cache行号分别是多少（Cache行号从0开始）？
（3）程序A和B的数据访问命令中率各是多少？哪个程序的执行时间更短？
解析：
（1）主存容量256MB，按字节寻址的地址位数应为28位，数据Cache分为8行（用3位地址），每行64B（用6位地址），因此Cache中每个字块的Tag字段的位数应是28-9=19位，还要使用一位有效位，二者合计为20位；因此数据Cache的总容量应为：64B×8+(20/8×8)B=532B。
（2）数组A[0][31]所在的主存快对应的Cache行号是：（320+31×4）div64=6，数组A[1][1]所在主存快对应的Cache行号：((320+256×4+1×4)div64)mod8=5。
（3）这个程序的特点是数组中的每一个int类型的数据只被使用一次。程序A的运行速度更快，因为数组A按行优先存放，数据Cache正好放下数组半行中的全部数据，即数据的存储顺序与使用次序有更高的吻合度，每个字块存16个int类型的数据，访问每个字块中头一个字不会命中，但接下来的15个字都会命中，访问全部字块都符合这一规律，命中率是15/16。而程序B是按照数组的列执行外层循环，在内层循环过程中，将连续访问不同行的同一列的数据，不同行的同一列数据使用的是同一个Cache单元，每次都不会命中，命中率是0，程序执行特别慢。