cache resueltos 1

Clase Pr´actica - cach´e
Organizaci´on del Computador 1
Mariano Moscato - Verano 2010
Ejercicio 1 1 Una computadora utiliza una cach´e de correspondencia directa de 32 l´ıneas de 16
palabras cada una. La memoria principal mide 220 palabras y es direccionable a palabra.
a) ¿cu´
antas l´ıneas posee la memoria principal? ¿a cu´antos bloques corresponde?
Soluci´
on de Mariano M. Moscato. (10 denoviembre de 2011)
La memoria posee 220 palabras. Cada l´ınea de cach´e es de 16 (24 ) palabras, entonces la
20
memoria tiene 224 = 216 l´ıneas.
Por otro lado, la cach´e tiene 32 l´ıneas por lo que la memoria estar´a “dividida” en bloques de
16
32 l´ıneas. Si tenemos 216 l´ıneas de memoria y bloques de 32 (25 ) l´ıneas, tendremos 225 = 211
bloques de memoria.

b) Mostrar el formato de una direcci´on dememoria vista desde la cach´e (tag, line, index ).
¿Cu´
ales de estos campos deben guardarse en la cach´e?
Soluci´
on de Mariano M. Moscato. (10 de noviembre de 2011)
Como la l´ınea es de 16 palabras y se utiliza direccionamiento a palabra, el campo index
tendr´
a 4 bits.
Teniendo en cuenta que la cach´e tiene 32 l´ıneas, el campo line tendr´a 5 bits.
Adem´
as sabemos que la memoria est´adividida en 211 bloques, por lo que el campo tag
tendr´
a 11 bits.
tag
11 bits

line
5 bits

index
4 bits

S´
olo debemos guardar el tag.
A modo de verificaci´
on notemos que la suma de los tama˜
nos de los tres campos da veinte, que
es justamente la cantidad de bits necesaria para asignar direcciones a este tipo de memoria
(de 220 palabras con direccionamiento a palabra).

c) ¿En qu´e lugar de la cach´ese guarda la palabra que se encuentra en la direcci´on de memoria
0x0DB63? Mostrar c´
omo queda la cach´e al leer dicha direcci´on.
Soluci´
on de Mariano M. Moscato. (10 de noviembre de 2011)
Primero, analicemos la direcci´
on 0x0DB63; que en binario ser´ıa 0000 1101 1011 0110 0011.
Escribamos c´
omo ve esta direcci´
on la cach´e:
1 Ejercicio

1 del cap´ıtulo 6, L. Null & J. Lobur, Essentials ofComputer Organization and Architecture

1

tag
0000 1101 101
0x6D

line
1 0110
0x16

index
0011
0x3

Entonces, luego del pedido, la l´ınea 0x16 de la cach´e corresponder´a al bloque 0x6D. En el
´ındice 3 de esa l´ınea estar´
a la palabra cuya direcci´on en memoria principal es 0x0DB63.

Ejercicio 2 2 Una computadora utiliza una cach´e asociativa de 64 l´ıneas de 32 palabras. La
memoria principalcuenta con 216 palabras y es direccionable “a palabra”.
a) ¿cu´
antas l´ıneas posee la memoria principal?
Soluci´
on de Mariano M. Moscato. (10 de noviembre de 2011)
Cada l´ınea tiene 32 palabras de largo. Entonces la cantidad de l´ıneas de la memoria ser´a
216
= 211
25

b) Mostrar el formato de una direcci´on de memoria vista desde la cach´e (tag, index ). ¿Cu´ales
de estos campos deben guardarseen la cach´e?
Soluci´
on de Mariano M. Moscato. (10 de noviembre de 2011)
La l´ınea tiene 32 palabras; luego, alcanzan con cinco bits para el ´ındice.
En el punto anterior vimos que hay 211 l´ıneas en memoria principal; entonces, bastan con
once bits para el tag.
tag
11 bits

2 Ejercicio

index
5 bits

3 del cap´ıtulo 6, L. Null & J. Lobur, Essentials of Computer Organization and Architecture

2c) ¿En qu´e lugar de la cach´e se guarda la palabra que se encuentra en la direcci´on de memoria
0xF8C9? Mostrar c´
omo queda la cach´e al leer dicha direcci´on.
Soluci´
on de Mariano M. Moscato. (10 de noviembre de 2011)
Como antes, comencemos por analizar la direcci´on 0xF8C9; en binario se escribe como 1111
1000 1100 1001. Utilizando el punto anterior sabemos que para esta direcci´on el tages 0x7C6
y que el index es 9.
Entonces, luego de procesar el pedido de la palabra cuya direcci´on es 0xF8C9, la primer l´ınea
libre (o marcada como no v´
alida) de la cach´e corresponder´ıa a la l´ınea de memoria principal
0x7C6; donde la palabra pedida ocupa el lugar indicado por el ´ındice 9. La siguiente figura
muestra un ejemplo en el cual se asume que la cach´e estaba vac´ıa antes de...