解答：

(1) 数据 Cache 有 8 个 Cache 行，每个 Cache 行大小为 64B，Cache 中每个字块的 Tag 字段的位数是 28-9＝19 位，此外还需使用一个有效位，合计 20 位。因此，数据 Cache 的总容量应为：8×(64＋20／8)B＝532B。

(2) 数组 a 在主存的存放位置及其与 Cache 之间的映射关系如下图所示：

数组按行优先方式存放，首地址为 320，数组元素占四个字节。a[0][31]所在的主存块对应的 Cache 行号为：(320＋31×4) DIV 64 = 6 ；

a[1][1]所在的主存块对应的 Cache 行号为：

(320＋256×4＋1×4) DIV 64 MOD 8 = 5 。

(3) 编译时 i、j、sum 均分配在寄存器中，故数据访问命中率仅考虑数组 a 的情况。

① 该程序的特点是数组中的每一个元素仅被使用一次。数组 a 按行优先存放，数据 Cache 正好放下数组半行中的全部元素，即元素的存储顺序与使用次序高度的吻合，每个字块的 16 个 int 型元素中，除访问的第一个不会命中，接下来的 15 个都会命中。访问全部字块都符合这一规律，故命中率为 15／16，即程序 A 的数据访问命中率是 93.75%。

② 程序 B 按照数组的列执行外层循环，在执行内层循环的过程中，将连续访问不同行的同一列的数据，不同行的同一列数组使用的是同一个 Cache 单元，每次都不会命中，故命中率是 0

由于从 Cache 读数据比从主存读数据快很多，所以程序 A 的执行比程序 B 快得多。