一个64位字长的机器，按字寻址，一个字8字节，一个块四字，Cache有64块，主存256k字节，(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) 直接映射方式下的主存地址格式为：

+--------+-----------+--------+
|  Tag   |   Index   | Offset |
+--------+-----------+--------+
|   13   |     6     |    3   |
+--------+-----------+--------+

其中，Tag 占据前 13 位，Index 占据中间的 6 位，Offset 占据最后的 3 位。

Cache 的地址格式为：

+--------+-----------+--------+
|  Tag   |   Index   | Offset |
+--------+-----------+--------+
|   13   |     6     |    3   |
+--------+-----------+--------+

Cache 有 64 块，每块大小为 4 个字，即 32 字节。

(b) 四路组相联映射方式下的主存地址格式为：

+--------+--------+-----------+
|  Tag   |  Index |   Offset  |
+--------+--------+-----------+
|   11   |   6    |     5     |
+--------+--------+-----------+

其中，Tag 占据前 11 位，Index 占据中间的 6 位，Offset 占据最后的 5 位。

Cache 的地址格式为：

+--------+--------+-----------+
|  Tag   |  Index |   Offset  |
+--------+--------+-----------+
|   11   |   4    |     5     |
+--------+--------+-----------+

Cache 有 16 组，每组有 4 块，每块大小为 4 个字，即 32 字节。

(c) 全相联映射方式下的主存地址格式为：

+--------+-----------+
|  Tag   |   Offset  |
+--------+-----------+
|   18   |     6     |
+--------+-----------+

其中，Tag 占据前 18 位，Offset 占据最后的 6 位。

Cache 的地址格式为：

+--------+--------+
|  Tag   | Offset |
+--------+--------+
|   18   |    6   |
+--------+--------+

对于全相联映射方式，由于任何一个主存块都可以映射到 Cache 中的任何一个块中，因此在进行 Cache 访问时需要进行全局搜索，以找到对应的主存块。具体的步骤如下：

1. 将主存地址中的 Tag 段与 Cache 中的所有块的 Tag 值进行比较，找到对应的 Cache 块。
2. 如果找到了对应的 Cache 块，则判断这个块中是否包含所需的数据。如果包含，则直接从 Cache 中读取；如果不包含，则从主存中读取数据并写入 Cache 中。
3. 如果没有找到对应的 Cache 块，则需要将主存块加载到 Cache 中。具体的替换策略可以使用 LRU（最近最少使用）算法等。