Cache与主存的映射方式

Cache行中的信息是主存中的某个块的副本，地址映射就是把主存地址空间映射到Cache地址空间，即把存放在主存中的信息按照某种方式装入Cache中。

Cache要为每一块加一个标记，指明它是主存中的那一块

为了说明Cache中的信息是否有效，Cache行需要一个有效位

1.直接映射

　　主存中的每一行之装入到Cache中的唯一位置，如果发生块冲突，原来的块将会被无条件的换出，无需使用替换算法

　　

　　直接映射的关系可以定义为：

　　Cache行号=主存块号 mod Cache总行数

　　直接映射地址结构：

　　

　　CPU的访存过程：

　　

　　1）首先根据访存地址中间的c位，找到对应的Cache行。

　　2）与对应Cache行中的标记和主存地址的高t位标记进行比较

　　3）若相等，且有效位为1，则访问Cache命中，测试在根据主存地址中低位的块内地址，在对应的Cache行中存取信息。

　　　若不相等，或有效位为0，则不命中，此时CPU从主存中读出该地址所在的一块信息送到对应的Cache行中，将有效为置1，并将标记设置为地址中的高t位，同时将该地址中的内容送到CPU。 

2.全相联映射：

　　主存中的每一块都可以装入Cache中的任何位置，每行的标记用于指出该行取主存的那一块，所以CPU访问时需要与所有的Cache行的标记进行比较。

　　

 

　　地址结构：

　　

 

3.组相联映射：

　　将Cache分成Q个大小相等的组，每个主存块可以装入固定组中的任意一行，即组间采用直接映射，而组内采用全相联映射的方式。假设每组有r个Cache行，则称之为r路组相连。

　　

 

　　组相联映射的关系可以定义为：

　　Cache组号 = 主存块号 mod Cache组数（Q）

　　组相联映射的地址结构：