考虑一个机器带有字节可寻址的主存，其容量是256字节，块（行）的大小是8字节，假设它使用直接映射式cache，其容量是32行

对于这个直接映射式cache，每个块（行）的大小是8字节，意味着每个块可以存储8个字节的数据。这个cache的容量是32行，因此总的容量是32行 * 8字节/行 = 256字节，即与主存容量相同。

在直接映射式cache中，主存中的每个字节只能映射到cache中的一个特定行。具体来说，主存中的第i个字节必须映射到cache中的第i mod 32行。这意味着如果两个字节有相同的模32余数，它们将被映射到cache的同一行中。这可能导致缓存冲突，从而需要进行替换。

当CPU请求一个字节时，cache需要执行以下步骤：

1. 确定请求字节所在的块（行）。如果请求字节的地址是k，则块的地址是k mod 8。
2. 确定块在cache中的行号。如果块的地址是j，则行号是j mod 32。
3. 检查cache中对应行的有效位（valid bit），以确定是否存在与所请求字节相对应的数据。如果有效位是0，则需要从主存中加载该块。
4. 如果请求字节对应的数据已经在cache中，则直接返回数据。否则，将请求的数据从主存中加载到cache中，并且将有效位设置为1。

当cache满时，需要替换其中的某些块。在直接映射式cache中，使用最简单的替换策略，即先进先出（FIFO）。当需要替换一个块时，选择最早被加载到cache中的块进行替换。

相关问题

主存256k字节，按字寻址，一个字4字节，一个块四字，Cache有128块，主存地址一共有多少位

由于一个字4字节，那么一个块就是4*4=16字节。Cache有128块，所以Cache的大小为128*16=2048字节。由于主存地址按字寻址，所以主存可以寻址256k=256*1024/4=65536个字。那么主存地址需要log2(65536)=16位来表示。因此，主存地址一共需要16位，即地址范围为0~65535。

主存地址16位，Cache128块，一个块四个字，一个字32字节，offset分配多少

### 回答1：
由于一个块包含4个字，因此每个块的大小为4*32=128字节。Cache共有128块，因此Cache的总大小为128*128=16384字节=2^14字节。

这里主存地址为16位，即2^16个地址，因此主存的总大小为2^16*1字节=65536字节。为了将主存中的数据存储到Cache中，我们需要使用一个14位的地址来索引Cache中的块。

由于一个块的大小为128字节=2^7字节，因此每个块的偏移量需要使用7位来表示。因此，我们可以将14位地址分成两部分，前7位表示块的索引，后7位表示块内的偏移量。这样，每个块内的每个字都可以用一个唯一的偏移量来表示。

### 回答2：
首先，我们需要根据题目给出的信息计算出 Cache 的容量和字块的大小。

Cache的块数为128块，每块包含4个字，每个字为32字节，因此Cache的总容量为：
128 * 4 * 32 字节 = 16384 字节 = 16KB

接下来，我们需要计算 offset 的分配数量。 offset 指的是在一个字块内部用来表示字节的位数。

由题目给出的信息可知，一个字块内包含4个字，每个字为32字节，因此一个字块的大小为：
4 * 32 字节 = 128 字节

因为 offset 是用来表示字节的位数，而一个字节为8位，所以我们需要确定 offset 的二进制数长度。可以通过计算每个字节的位数的对数来得到。

offset 的长度 = log2 (每个字节的位数) = log2 (8 bits) = 3 bits

所以，根据题目给出的信息，offset 的分配数量为3位。

### 回答3：
根据给定的信息，主存地址长度为16位，则主存能够寻址的字节数量为2^16，即65536个字节。每个块包含4个字，每个字32字节，则每个块包含的字节数量为4*32=128字节。

由于Cache共有128个块，每个块包含128字节，所以Cache能存储的字节数量为128*128=16384字节。同时，主存能够寻址的字节数量为65536字节，因此Cache与主存的大小比例为16384/65536=1/4。

假设offset（偏移量）为X位，则每个块能寻址的字节数为2^X。而每个块包含128字节，因此有以下关系：
2^X = 128

计算得出X=7。所以，offset（偏移量）应分配7位。

总结：offset（偏移量）应分配7位。