关于时间局部性和空间局部性的一些问题

Question

我在期末考试中遇到了两个案例。 第一种情况内存从以下位置获取信息：0x101,0x102,0x101,0x102,0x101,0x102,0x101,0x102。

第二种情况的内存从以下位置获取信息： 0x101,0x101,0x101,0x101,0x111,0x109,0x102,0x100。

问题是在哪种情况下它使用时间局部性。

这是我的观点：在第一种情况下。我认为实际上当我们访问 0x101 时，内存也会将 0x102 访问到缓存中。然后在接下来的六次取球中，不会有任何惩罚。这意味着在这种情况下，我们只有一次缓存未命中。在这里，我认为我们受益于时间局部性和空间局部性。 而在前四步的第二种情况下，我们受益于时间局部性，但在接下来的步骤中，我们没有时间局部性。实际上，这导致比第一选择更多的缓存未命中。 我认为两者都是正确的，但我们只能有一个答案，所以我感到困惑。

Answer 1

我会投票给第二个。正如你所说，它在前 4 个步骤中具有明显的时间局部性。

从来没有说过你的缓存有空间在内存中保存超过 1 个项目。它可能是一个只有 1 个寄存器或其他东西的 CPU。因此，第一种情况可能没有表现出任何局部性。

问题是否提供了有关系统架构的更多详细信息？

Answer 2

这绝对是第二选择。问题很清楚：您在第二种情况下明确使用时间局部性，因为您连续多次访问 0x101。

看到这个问题：Spatial vs. Temporal locality

时间局部性意味着您将访问相同的地址 多次，时间上相对接近。

您说第一种情况也使用时间局部性是对的，但我会说它面向空间局部性，因为您在 2 个相邻位置之间交替，因此，由于空间局部性，缓存未命中率被最小化，而不是因为时间局部性。

在第二种情况下，由于时间局部性，缓存未命中被最小化。请记住，时间局部性表明如果您现在访问位置 X，您可能很快就会再次访问。这是在第二种情况下探索的属性。