计组之存储系统：6、Cache-主存映射方式(全相连映射、直接映射、组相连映射)

喜欢ヅ旅行 2022-12-15 08:34 279阅读 0赞

### 6、Cache-主存映射方式 ###

*  思维导图
 *  待解决问题
 *  三种Cache-主存映射方式
 *   *  全相联映射（随意放）
     *  直接映射（只能放固定位置）
     *  组相联映射（可放到特定分组）
 *  各种映射的优缺点：

# 思维导图 #

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNTg3NzQw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

# 待解决问题 #

![在这里插入图片描述][20201015205727244.png_pic_center]

# 三种Cache-主存映射方式 #

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNTg3NzQw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]

> 1、全相连映射：随意放  
> 2、直接映射：0%8=0，8%8=0；所以cache的0号块存放0，8，16…  
> 3、组相连映射：0%4=0，4%4=0；所以cache的0组存放0，4，8…  
> 4、**如何区分Cache中存放的是哪个主存块？**  
> 我们第一反应是给cache每一块增加一个标记位，用于保存主存的块号，但是计算机硬件只能保存0和1；假如默认标记为0时cache中未存放数据，但是当你访问cache时，会认为你将主存0号块的数据放入了其中，但其实该cache是空的，所以需要增加一个有效位。

## 全相联映射（随意放） ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNTg3NzQw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]

> 访存步骤：  
> 1、主存地址的前22位， 1对比Cache中所有块2的标记；  
> 2、若标记匹配且有效位=1，则Cache命中，访问块内地址为2!!-3001110 的单元。

## 直接映射（只能放固定位置） ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNTg3NzQw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3]

> 1、与全相连映射相比，对于主存地址分析可知，Cache的块号刚好与主存地址的后3为相同(Cache总块数为8)，所以在进行标记时，就不需要在标记这三位了，所以从原来的22位变成了19位  
> 2、访存步骤：根据主存块号的后3位确定Cache行，在主存块号的前19位与Cache标记匹配且有效位=1，最后访问块内地址为 001110 的单元。

## 组相联映射（可放到特定分组） ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNTg3NzQw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 4]

> 1、同直接映射相同，2块为一组，分四组时，以后俩位就直接反映了组号，所以也不用保存，因此，标记位保存20位即可  
> 2、访存步骤：首先根据主存块号的后12位确定所属分组号；其次若主存块号的前20位与分组内的某个标记匹配且有效位=1，则Cache命中；最后访问块内地址为 001110的单元。

# 各种映射的优缺点： #

见思维导图

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