有一主存-cache层次的存储器,其主存容量为1MB,cache容量为16KB,每字块有8个字,每字32位,采用直接映像方式,若主存地址为35301H,且CPU访问cache命中,则在cache的第( )(十进制表示)字块中(cache起始字块为第0字块)。

根据直接映射方式，主存地址的低7位用于标记字内偏移地址，接下来的10位用于标记主存中的块地址，高位则用于标记主存中的页地址。在本题中，主存容量为1MB，即20位地址空间，因此主存的页数为2的10次方，即1024页。每页的大小为2的10次方字节，即1KB。所以主存中每页有32个字块。

cache容量为16KB，即2的14次方字节，因此cache的页数为2的10次方，即1024页。每页的大小为2的3次方个字块，即8个字块。

根据题目中给出的主存地址35301H，可以得到它所在的块地址为35301H除以8，即4412H，对应的页地址为4412H除以32，即160H。

由于采用直接映射方式，主存中的一个块只能映射到cache中的一个特定的块中。在本题中，cache中的第i块所对应的主存块的地址为i乘以8，因为每个块有8个字。

因此，要求在cache中的第几块中存储主存地址35301H所在的块，需要用主存地址的块地址对cache的页数取模，即4412H对1024取模，得到108H。因为每页有8个块，所以可以得到在cache的第13块中存储了主存地址35301H所在的块。

相关问题

有一主存/Cache层次的存储器，其主存容量8MB,Cache容量256KB，每个数据块（块或行）的大小为 32B，若采用直接相联映射方式。主存地址为 200166H映射到Cache中的行号（十进制数表示） 是。（注：Cache中行的编号从0开始，）

首先计算主存中200166H地址所在的块号，因为每个块大小为32B，所以块号为：

200166H / 32B = 6255

Cache容量为256KB，即2^18B，每个块大小为32B，所以Cache中共有2^18 / 32 = 2^13个块。

采用直接相联映射方式，每个主存地址只能映射到Cache中的唯一一行。因为Cache中共有2^13个块，所以每个块对应的行号可以用块号模2^13来计算，即：

6255 % 2^13 = 6255 & (2^13 - 1) = 6255 & 8191 = 207

所以，主存地址为200166H映射到Cache中的行号为207。

主存—Cache层次的存储器,以字编址(1字=4字节)。主存容量为4MB,Cache容量64KB,主存和Cache以相同大小分块(行),每块(行)大小512B。设计一个4路组相联映像(即Cache每组4个块)的Cache组织,问: 1)写出C

ache的数据结构定义；

struct CacheLine {
bool valid; // 有效位
bool dirty; // 脏位
uint32_t tag; // 标记位
uint8_t data[512]; // 数据
};

struct CacheSet {
CacheLine lines[4]; // 每组4个Cache行
};

struct Cache {
CacheSet sets[128]; // Cache共128组
};

// 每个Cache块大小为512B，即4个字
// Cache共64KB，即128个块，128组
// 每组4个块，即4路组相联映像
// 每个Cache行包括有效位、脏位、标记位和数据

2)写出访问主存地址为0x12345678的数据时，Cache的读取过程；

读取地址为0x12345678的数据时，首先计算出该地址所在的Cache块在Cache中的索引，即为set_index = (0x12345678 >> 6) & 0x7f，其中0x7f为十进制数127，表示二进制下7位全为1。然后计算出该地址所在Cache块的标记位，即为tag = 0x12345678 >> 13。接着在Cache的set_index组中查找是否有与tag相同的Cache行，若有则表示命中Cache，直接返回该Cache行中对应地址的数据；若没有则表示未命中Cache，需要从主存中读取该地址所在的块，并将其存入Cache中。由于是4路组相联映像，需要找到set_index组中一个无效的Cache行，将读取的数据存入其中，并将其标记为有效。若set_index组中没有无效的Cache行，则需要选择其中一个替换出去。由于是LRU策略，可以将最久未使用的Cache行替换出去，并将新读取的数据存入其中。最后将存储了数据的Cache行中对应地址的数据返回即可。

3)写出向主存地址为0x12345678写入数据时，Cache的写入过程。

向地址为0x12345678的数据写入数据时，先检查Cache中是否已有该地址的数据。如果有，需要将该Cache行中对应地址的数据修改为新数据，并将脏位设置为1，表示该Cache行中的数据已被修改过。如果没有，则需要先从主存中读取该地址所在的块，并将其存入Cache中。由于是4路组相联映像，需要找到set_index组中一个无效的Cache行，将读取的数据存入其中，并将其标记为有效。若set_index组中没有无效的Cache行，则需要选择其中一个替换出去。由于是LRU策略，可以将最久未使用的Cache行替换出去，并将新读取的数据存入其中。最后将存储了数据的Cache行中对应地址的数据修改为新数据，并将脏位设置为1，表示该Cache行中的数据已被修改过。最后再将修改过的Cache行中的数据写回主存即可。