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计算机组成原理——主存与cache的映射关系

全相联映像:

特点:指主存的一个字块可以映像到整个Cache的任何一个字块中。这种映射方法比较灵活,cache的利用率高,但地址转换速度慢,且需要采用某种置换算法将cache中的内容调入调出,实现起来系统开销大。 
                  

直接相联映像:

特点:指主存的一个字块只能映像到Cache的一个准确确定的字块中,主存的字块只可以和固定的Cache字块对应,方式直接,利用率低。成本低,命中率低,效率较低。


组相联映像:

         对全相联和直接映像的一种折中的处理方案。既不在主存和Cache之间实现字块的完全随意对应,也不在主存和Cache之间实现字块的多对一的硬性对应,而是实现一种有限度的随意对应。
         特点:折中方案。组间全相联,组内直接映像。集中了两个方式的优点。成本也不太高。最常见的Cache映像方式。
                                   

总结:

三种映射规则可以简单认为是对取模运算和取商运算的组合;
假设:内存=30块,cache=5块,1块=10个字,所以内存=300个字,cache=50个字;内存包含的字数为memsize,块包含的字数为blocksize,cache包含的字数为cachesize,每个区包含的块数为regionblocknum,每个组包含的块数为groupblocknum,区内块号(区内偏移量)为regionblockoffset;
直接映射:memsize MOD blocksize获得的是字在块内的偏移量,memsize / blocksize获得的是块的标号作为标记。
全相联映射:regionblocknum取cache中的块的数量,所以cahce总是与内存中的一个区大小相同。memsize blocksize)获得所有的块数,然后再对块进行分区,分区操作是memsize blocksize)/regionblocknum获得所有的区数,
memsize blocksize)MOD  regionblocknum获得区内块号(区内偏移量)。区内偏移量做索引,区号做标记。
组相联映射:regionblockoffset=memsize blocksize)MOD  regionblocknum,regionblockoffset / groupblocknum获得组内偏移量,regionblockoffset MOD  groupblocknum获得组号。