*컴퓨터 구조 4장 연습문제 2003135122 천재성

복습 문제 복습문제 4.1 순차적 액세스, 직접 액세스 및 임의 액세스 간의 차이는 무엇인가? 기억장치의 종류에 따라 가장 뚜렷하게 차이가 나는 것은 데이터에 접근하는 방식이다. ① 순차적 액세스(Sequential Access) - 저장되는 순서에 따라 액세스 한다. - 액세스 시간은 원하는 데이터가 저장된 위치에 다라 결정된다. - 자기 테이프가 순차적 액세스를 하는 대표적인 기억장치이다. ex) 워크맨(카세트 테이프)에서 내가 듣고 싶은 부분을 반복으로 들으려면 forward로 되감는 방식

복습문제 ② 직접 액세스(Direct Access) - 기억 장소 근처로 이동한 다음 순차적 검색을 통해 최종적으로 원하는 데이터를 액세스한다. - 액세스 시간은 원하는 데이터의 위치와 이전 액세스의 위치에 따라 결정된다. - 디스크가 직접 액세스 하는 대표적인 기억장치이다. 순차적 액세스 보다 빠르다. 하지만 위치에 따라 Access time이 균일하지 않다.

복습문제 ③ 임의 액세스 방법(Random Access) - 어떤 위치를 액세스 하는데 걸리는 시간은 이전의 액세스 순서와는 무관하며 항상 일정한 방식이다. - 반도체 기억장치(RAM,ROM)가 임의 액세스를 하는 대표적인 기억장치이다. - 순차적 액세스는 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 이란 것이 있다면, 순차적으로 1번부터 차례대로 접근을 한다. 하지만 임의 액세스 같은 경우는 1~10까지 숫자가 있으면 상황이나 조건에 따라서 2,5,4,3,1,6,8,7,10,9 이런식으로 랜덤으로 액세스를 한다.

연습문제 4.8 바이트 주소 지정이 가능하고 용량이 2^16바이트이며 블록 크기가 8바이트인 주기억장치를 가진 컴퓨터가 있다. 이 컴퓨터에서는 32개의 라인들로 이루어진 직접 사상 캐시가 사용된다고 가정하자. a. 주기억 장치 주소 16비트가 태그, 라인 번호 및 바이트 번호로 어떻게 나누어 지는가? - 라인 32개: 라인의 수= m = 2^r , r=5 블록크기 8바이트 : 블록크기 = 라인크기 = 2^w, w=3 태그 : 16-5-3 = 8 교재 114페이지 주소 길이 = (s+w)비트 주소지정가능한 유니트의수 = 2^(s+w)단어 혹은 바이트 블록 크기 = 라인크기 = 2^w 단어 혹은 바이트 주기억장치 내 블록의 수 = 2^(s+w)/2^w=2^s 캐시내 라인의 수 = m = 2^r 태그의 크기 = (s-r)비트 태 그 라 인 바이트 번호 8 5 3

연습문제 0001 0001 0001 1011 b. 다음 각 주소의 바이트 들이 어느 라인에 저장 되는가 ? - 0001 0001 0001 1011 : - 1100 0011 0011 0100 : 6번째 라인 - 1101 0000 0001 1101 : 3번째 라인 - 1010 1010 1010 1010 : 21번째 라인 3번째 라인 0001 0001 0001 1011 워드 3bit 태그 8bit 라인이 5bit이므로 앞의 8bit를 제외한 5bit를 계산해 보면 1+2 이므로 3이다.

연습문제 c. 0001 1010 0001 1010 번지의 바이트가 캐시에 저장되었다고 가정하자. 그것과 같이 저장되는 다른 바이트들의 주소들은 어떤 것인가? d. 모두 몇 바이트가 캐시에 저장될 수 있는가? - 256byte 블록의 크기가 8바이트이고 캐시라인이 32개이므로 8*32=256이다. 0001 1010 0001 1010 1+2 = 3번째 라인 그러므로 3번째 라인에 속하는 범위 즉 000~111까지 0001 1010 0001 1000 부터 0001 1010 0001 1111까지 캐쉬에 저장된다.

연습문제 e. 태그도 캐시에 저장되는 이유는 무엇인가 ? - 여러 데이터가 같은 캐시 라인에 저장될 경우 이를 구분하기 위해 태그가 있어야 한다. - 내가 원하는 데이터가 이 캐시라인에 잇는지 알려준다.

연습문제 4.9 액세스할 단어가 캐시에 있다면 그것을 액세스하는데 20ns가 걸리고 주기억 장치에서 직접 액세스 하는 경우에는 60ns가 걸리고 주기억장치에 없어서 디스크로부터 인출하는 데는 12ms가 걸린다. 캐시 적중률은 0.9이고 주기억장치의 적중률은 0.6이다. 이 시스템에서 단어를 읽는 평균시간은 몇 ns 인가? 참조 단어의 위치 확률 총 액세스 시간(ns) 캐시 0.9 20 캐시에 없고, 주기억장치에 있음 (0.1)*(0.6) = 0.06 60 + 20 = 80 캐시와 주기억장치에 없음 (0.1)*(0.4) = 0.04 12ms + 60 + 20 = 12,000,000+80 = 12,000,080 평균시간 = (0.9)*(20)+(0.06)*(80)+(0.04)*(12,000,080) = 480,026ns = 4.8*10-4 s Mili Second 10-3 초 0.001 Micro Second 10-6 초 0.000001 Nano Second 10-9 초 0.000000001

Q & A

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