按字寻址，一个字4字节，一个块四字，Cache有128块，主存256k字节，主存有16位，(a) 在直接映射方式下，设计并画出主存地址格式，并给出 Tag, Index 和 Offset 的 bit 位 (b) 在四路组相联映射方式下，设计并画出主存地址格式，并给出 Tag, Index 和 Offset 的 bit 位 (c) 在全相联映射方式下，设计并画出主存地址格式，并给出 Tag, 和 Offset 的 bit 位，请设计 Cache 地址格式，给出详细的 步骤和思路：

(a) 在直接映射方式下，假设主存地址格式为 16 位，其中 Tag 占 10 位，Index 占 7 位，Offset 占 3 位。则主存地址格式为：

| Tag | Index | Offset |
| --- | ----- | ------ |
| 10 | 7 | 3 |

由于 Cache 采用直接映射方式，所以 Cache 地址格式只需要包含 Index 和 Offset 两部分即可。Index 占 7 位，Offset 占 3 位。则 Cache 地址格式为：

| Index | Offset |
| ----- | ------ |
| 7 | 3 |

(b) 在四路组相联映射方式下，假设主存地址格式为 16 位，其中 Tag 占 9 位，Index 占 4 位，Offset 占 3 位。则主存地址格式为：

| Tag | Index | Offset |
| --- | ----- | ------ |
| 9 | 4 | 3 |

由于 Cache 采用四路组相联映射方式，所以 Cache 地址格式需要包含 Tag、Index 和 Offset 三部分。假设每个组有4个块，则每个组的地址格式为：

| Tag | Index | Offset |
| --- | ----- | ------ |
| 9 | 4 | 3 |

而 Cache 的地址格式需要包含组号和块内地址。假设每个块有4个字，则一个块的地址格式为：

| Word | Offset |
| ---- | ------ |
| 2 | 2 |

故 Cache 地址格式为：

| Tag | Index | Word | Offset |
| --- | ----- | ---- | ------ |
| 9 | 4 | 2 | 2 |

(c) 在全相联映射方式下，假设主存地址格式为 16 位，其中 Tag 占 10 位，Offset 占 6 位。则主存地址格式为：

| Tag | Offset |
| --- | ------ |
| 10 | 6 |

由于 Cache 采用全相联映射方式，所以 Cache 地址格式需要包含 Tag 和块内地址两部分。假设每个块有4个字，则一个块的地址格式为：

| Word | Offset |
| ---- | ------ |
| 2 | 2 |

故 Cache 地址格式为：

| Tag | Word | Offset |
| --- | ---- | ------ |
| 10 | 2 | 2 |

在访问一个主存地址时，需要经过以下步骤：

1. 根据主存地址格式计算出 Tag、Index 和 Offset。
2. 根据 Cache 映射方式确定需要访问的 Cache 组或 Cache 行。
3. 在 Cache 组或 Cache 行中查找是否存在该地址的数据块，若存在则直接返回数据，否则将该数据块从主存读入到 Cache 中，并更新对应的标志位。