题目

对于页式虚拟存储管理系统，下列关于存储器层次结构的叙述中，错误的是（ ）。

错因

A

回忆 408 教材里的标准对照：Cache-主存交换的基本单位是"块（Block）"，主存-外存交换的基本单位是"页（Page）"——这是事实陈述，A 正确，不选 A。两者只是名字不同，本质都是"成块搬运"以利用空间局部性。

B

Cache-主存的命中/缺失发生在纳秒级，必须由硬件直接处理（替换算法集成在 Cache 控制器内）。主存-外存（虚存）的命中/缺失（缺页）发生在毫秒级——缺页时陷入 OS 内核，由软件（页面置换算法）处理。B 描述的分工是正确的，不选 B。

C

回写法（Write-Back）= 写命中时只写到本层、不立即写到下一层；脏位标记后在替换时统一写回。Cache-主存可以用回写法（也可用写穿透 Write-Through）；主存-外存层因为外存写代价巨大，几乎清一色用回写法——脏页在被换出时才写回外存。C 正确，不选 C。

总解析

题目问"错误的"叙述，D 是错的。

逐项核验：

选项	内容	对/错	关键事实
A	Cache-主存换块、主存-外存换页	✓	标准定义
B	Cache 替换硬件做、虚存替换软件做	✓	速度差异决定分工
C	Cache 可回写、虚存通常回写	✓	两层写策略的常见选择
D	Cache 可直接映射、虚存通常采用直接映射	✗	虚存通常采用全相联映射，不是直接映射

D 错在哪里：

层次	命中开销	缺失代价	主流映射方式	原因
Cache-主存	几个 cycle	几十个 cycle	直接映射 / 组相联为主	硬件电路简单、查找快、命中率优化由组相联补
主存-外存（虚存）	1 次内存访问	毫秒级（机械硬盘）	全相联映射	缺页代价巨大，必须最大化灵活性以最小化冲突缺失

虚存的页表本身就是"任意虚页 → 任意物理页框"的映射表，本质是全相联——任何一个虚拟页可以放在物理内存的任何一个空闲页框里。直接映射在虚存中几乎不用，因为：

1. 缺页代价太高（要从外存换入），多冲突会拖垮系统
2. 物理页框数量远多于直接映射所需要的限制条件，空间够用
3. 软件管理（OS 调度）灵活性强，可按需分配

最终答案是 D。

速记口诀：

Cache 重速度 → 直接映射 / 组相联（电路简单） 虚存重命中率 → 全相联（缺页代价巨大）

两层对比通则：硬件层（Cache）愿意为速度牺牲一点命中率；软件层（虚存）必须为命中率牺牲一点查找时间。