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主存与Cache的地址映像

与主存容量相比,Cache的容量很小,它所保存的信息仅是主存信息的一个子集,且cache与主存的信息交换是以块为单位。主存每个块的大小和Cach

主存容量比较,Cache的容量很小,它所保存的信息仅是主存信息的一个子集,且cache与主存的信息交流是以块为单位。主存每个块的巨细和Cache中块的巨细持平,为了把信息放到Cache中,有必要事前规定好主存与cache之间的地址映像方法,即某一个Cache块能够作为哪些主存块的副本(即映像)。映像方法一旦确认,就决议了拜访Cache时对主存地址的了解,因而也就决议了Cache的安排结构。现在有三种地址映像方法:直接映像、全相联映像和组相联映像。

主存地址=主存块号+块内地址。
主存分为2n块,则主存块号为n位。
1。直接映像(DirectMapping):只比较一次。主存地址被了解为符号(区号)、块号(对应的cache中的块号)、块内地址。主存块号被分解为符号和块号(位数由cache的块数决议)。
选用直接映像时,Cache的某一块只能和固定的一些主存块树立映像联系,主存的某一块只能对应一个Cache块。
2。全相联映像(AssociativeMapping) :与cache中的一切块比较。主存地址被了解为由两部分组成:符号(主存块号)和块内地址。主存块号悉数便是符号。
选用全相联映像时,Cache的某一块能够和任一主存块树立映像联系,而主存中某一块也能够映像到cache中任一块方位上,因为Cache的某一块能够和任一主存块树立映像联系,所以 Cache的符号部分有必要记载主存块块地址的悉数信息。例如,主存分为2n块,块的地址为n位,符号也应为n位。
为了判别是否射中,主存地址的符号部分需求和Cache的一切块的符号进行比较。为了缩短比较的时刻,将主存地址的符号部分和Cache的一切块的符号一起进行比较。假如射中,则按块内地址拜访Cache中的射中块(其符号与主存地址给出的符号相同);假如未射中,则拜访主存。
全相联映像的长处是灵敏,Cache利用率高。缺陷有两个:一是符号位数增加了(需求记载主存块块地址的悉数信息),使得Cache的电路规划变大,本钱变高;二是比较器难于规划和完成(一般选用“按内容寻址的”相联存储器)。因而,只要小容量Cache才选用这种映像方法。
3。组相联映像(SetAssociativeMapping):与cache一个组中的一切块。主存地址被了解为由三部分组成:符号、组号和块内地址。主存块号由符号和组号分割了,组号占主存块号的低位(位数由cache的组熟决议)。
组相联映像方法是介于直接映像和全相联映像之间的一种折中计划。设Cache中共有 m个块,在选用组相联映像方法时,将m个Cache块分红u组(set),每组k个块(即m=u×k),组间直接映像,而组内全相联映像(如图3.42所示)。所谓组间直接映像,是指某组中的Cache块只能与固定的一些主存块树立映像联系。
所谓组内全相联映像,是指和某Cache组相对应的主存块能够和该组内的恣意一个Cache块树立映像联系。

比如:
高速缓存Cache 与主存间选用全相联地址映像方法,高速缓存的容量为4MB,分为4 块,每块1MB,主存容量为256MB。 若主存读写时刻为30ns,高速缓存的读写时刻为3ns,均匀读写时刻为3.27ns,则该高速缓存的射中率为___(3)___%。若地址改换表如下所示,则主存地址为8888888H时,高速缓存地址为___(4)___H。

  地址改换表

38H
88H
59H
67H

  (3)A. 90      B. 95      C. 97      D. 99
  (4)A. 488888    B. 388888    C. 288888    D.188888
主存容量为 256MB表明由28个二进制数地址也对应由7个十六进制数8888888H ,每块 IMB阐明块内地址是20位二进制数也便是5位十六进制数88888,剩余的2位十六进制数88H代表块地址(全相联映射)。

1、容量为64块的Cache选用组相联方法映像,字块巨细为128个字,每4块为一组。若主存容量为4096块,且以字编址,那么主存地址应该为__(7)__位,主存区号为__(8)__位。 (7)A.16 B.17 C.18 D.19
(8)A.5 B.6 C.7 D.
解析:本标题涉及到Cache的作业存储原理常识,Cache作为主存部分区域的副本,用来寄存当时活泼的程序和数据。将部分规模的内容从主存复制到Cache中,使CPU高速的从Cache中读取数据,速度比拜访主存快许多。Cache有三种映像方法。

这儿,因为主存容量为4096块(或“页”),且每块为128个字,所以,主存地址为4096*128=2^n;n=19
主存能够划分为4096/64=64组,所以主存区号为2^n=64;n=6.
答案挑选(7)D (8)B

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