cache不命中后计算机怎么处理

当发生缓存不命中时，计算机会执行以下步骤处理：

1. 计算机首先查主存储器（RAM）中是否存在需的数据。如果数据不在主存储器中，即发生了主存储器不命中，那么计算机将从辅助存储器（如硬盘）中加载数据到主存储器。

2. 一旦数据被加载到主存储器计算机将更新缓存，将数据从主存储器复制到适当的缓存级别。这样，在未来的访问中，相同的数据可以直接从缓存中获取，而不需要再次从主存储器中读取。

3. 如果缓存容量不足以容纳所需的数据，或者发生了缓存冲突（多个内存地址映射到相同的缓存行），则可能需要进行替换。替换算法的选择可能会影响缓存性能，常见的替换算法包括最近最少使用（LRU）和随机替换。

4. 一旦数据被加载到缓存中，计算机将继续执行指令，并使用缓存中的数据进行计算。这样可以减少对主存储器的访问次数，提高程序的执行效率。

总之，当缓存不命中时，计算机会从主存储器中加载数据，并更新缓存以便将来的访问。这样可以减少对主存储器的访问次数，提高计算机的性能。

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计算机组成原理cache csdn

计算机组成原理中的缓存 (Cache) 是指位于中央处理器(CPU)和主内存之间的高速存储器。它的作用是存储最近使用的数据和指令，以提高CPU的运行速度。

Cache的设计原理主要基于两个原则：局部性原理和时间局部性原理。局部性原理指的是程序中的数据和指令访问往往呈现出一定的局部性规律，即在短时间内会频繁访问相同的数据或指令。时间局部性原理指的是刚被访问过的数据或指令在不久的将来可能再次被访问。

Cache由多个缓存行 (Cache Line) 组成，每个缓存行可存放一部分数据或指令。当CPU需要进行数据或指令的读取时，首先会在Cache中查找对应的缓存行。如果所需数据或指令在Cache中，则可以直接从Cache中获取，极大地提高了访问速度；如果所需数据或指令不在Cache中，则需要从主内存中将其加载到Cache中。

Cache的设计目标是高命中率和低访问时间。命中率是指CPU在访问数据或指令时，能够从Cache中获取的比例；访问时间是指CPU从Cache中获取数据或指令所需要的时间。为了提高命中率，常用的策略包括块映射、直接映射和全相联映射等。为了降低访问时间，采用了多级Cache的设计。

总之，Cache在计算机组成原理中起到了缓存热点数据和指令的作用，提高了CPU的运行效率。在实际应用中，需要综合考虑Cache的大小、映射策略、替换算法等因素，以达到最佳的性能和成本平衡。

计算机组成原理cache存储器思维导图

计算机组成原理中，缓存存储器（Cache Memory）是位于CPU和主存储器之间的一种高速缓存。它的主要目的是解决CPU与主存储器之间速度不匹配的问题，提高数据访问速度和系统性能。

Cache存储器的思维导图可以分为三个主要部分：结构、工作原理和优缺点。

1. 结构部分：
- Cache存储器分为数据缓存和指令缓存两部分。
- 数据缓存用于存放经常被CPU访问的数据块，而指令缓存则用于存放CPU即将执行的指令。
- Cache存储器一般分为多级，如L1、L2和L3等，按照访问速度依次递减，容量逐渐增大。
- 每一级Cache存储器由多个Cache块组成，每个Cache块包含标记、数据和有效位等字段。

2. 工作原理部分：
- CPU首先将访问请求发送给Cache存储器，如果要访问的数据或指令在Cache中，则命中Cache，直接从Cache读取。
- 如果在Cache中未命中，则请求转发给主存储器，主存储器将数据块传送到Cache，并替换其中的数据块。
- 块替换算法有多种，如最近最少使用（LRU）和随机替换等。
- 当Cache存储器满时，需要进行更新操作，将最早不再使用的数据写回主存储器。
- 通过使用Cache存储器，CPU在执行指令时能够更快地获取到所需的数据，从而提高运行效率。

3. 优缺点部分：
- 优点：Cache存储器能够有效地减少CPU与主存储器之间的数据交换次数，提高数据访问速度；它的局部性原理能够充分利用程序的局部性特征，减少了访问主存的次数，提高系统性能。
- 缺点：Cache存储器一般容量有限，不能完全替代主存储器；由于Cache存储器与主存储器之间需要同步，造成复杂的硬件实现和额外的开销；另外，在多处理器系统中，Cache一致性问题也需要额外的处理。

综上所述，Cache存储器在计算机组成原理中起着重要的作用，能够提高数据访问速度和系统性能，但也存在一些缺点需要注意。