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 4KB,TLB 采用 2 路组相联方式 和LRU 替换策略,一共8组。请回答一下问题。

(1) 虚拟地址中有哪几位表示虚页号? 哪几位表示内存地址?
(2)己知访问 TLB 时虚页号高位部分用作 TLB 标记,低位部分用做 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 为空,访问虚页号为 10、12、16、7、26、4、12、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 M 中虚拟地址位数增加 32 位,则 TLB 表项位数增加几位?

【分析】分页存储管理方式，指以页为单位的存储管理模式；对比认识块存储管理方式，即cache中所使用的按块为单位进行存储。

页式虚拟存储器，指页为单位的虚拟存储器，虚拟空间与主存空间都被划分为同样大小的页，主存的页叫做实页，虚存的页称为虚页。虚拟地址分为两个字段：虚页号和页内地址。

TLB（快表）产生于对一些常用的页表，但频繁从主存中取出比较浪费资源，因此将常用的页表项存放在高速缓冲器中，便把组成的高速缓冲器叫做快表。快表的作用在虚存和实存之间快速查找到匹配；而cache的作用是将主存中常用的内容复制到cache中，能够进行快速得查找到。所以TLB快表常与cache共同组成存储系统。

LRU（近期最少使用），如名字所说，就是近期最少使用的页表就进行替换，可以采用队列的思想去理解，将访问顺序按照队列排队，先进先替换。

2路组相联，就是将两个页表项作为一组，在实页号的对应上，结合下图进行理解。

【解题】

1.按字节编址，则页面大小为4KB，则12位就可以表示页内地址。虚拟地址中30位，其中低12位为页内地址，则高18位就为虚页号。

2.TLB采用二路组相联，且共有8组，则需要3位就可以表示组号；虚页号共有18位，其低3位表示组号，高15位则表示TLB标记。

3.采用的时LRU算法，且二路组相联共8组，因此TLB组号=虚页号 mod TLB组数=虚页号 mod 8；则10、12、16、7、26、4、12、20模完后为2、4、0、7、2、4、4、4。则只有映射到4号组的虚页号大于2，且相应的顺序为12、4、12、20，则4在20进入的时候将其替换出来。

4.虚拟地址增加到32位，但页面大小仍为4KB，因此虚页号为32-12=20位，增加了2位，因此TLB标记字段增加了2位，因此每一个TLB表项位数应增加2位。