32设某机主存容量为4MB,Cache容量为16KB,每字块有8个字,每字32位,设计一个四路组相联映射(即Cache每组内共有 4个字块)的Cache组织。
时间: 2024-03-31 09:38:26 浏览: 387
首先,计算出Cache共有多少组:
$$
\frac{4MB}{16KB} = 256
$$
每个字块有8个字,每个字32位,所以每个字块为 $8 \times 32 = 256$ 位。
每组内有4个字块,所以每组的大小为 $4 \times 256=1024$ 位。
下面是四路组相联映射Cache的组织结构:
1. 将主存地址分成三部分:
- 标记位:20位,用于标识该地址对应的数据块是否在Cache中,以及在Cache中的位置。
- 组索引位:8位,用于表示数据块在Cache中的哪个组中。
- 块内地址位:4位,用于表示数据块中的哪个字块。
2. Cache内部结构:
- Cache共有256组,每组内有4个字块,即每组的大小为1024位。
- 每个组有一个标记位,用于标识该组是否被占用,以及对应的主存地址标记位。
- 每个字块有一个有效位,用于标识该字块是否被占用,以及对应的主存地址标记位。
- 每个字块有一个标记位,用于存储对应的主存地址标记位。
3. Cache读取流程:
- 读取主存地址,将其分成标记位、组索引位和块内地址位。
- 根据组索引位,找到对应的组。
- 判断该组是否被占用。如果未被占用,则将主存块读入该组,并将标记位、有效位和标记位设置为对应的值。
- 如果该组已被占用,则遍历该组内的所有字块,查看是否有对应主存地址标记位的字块。
- 如果找到了对应的字块,则将该字块读出并返回。
- 如果没有找到对应的字块,则选择一个合适的字块替换,并将标记位、有效位和标记位设置为对应的值。
4. Cache写入流程:
- 写入主存地址,将其分成标记位、组索引位和块内地址位。
- 根据组索引位,找到对应的组。
- 判断该组是否被占用。如果未被占用,则将主存块写入该组,并将标记位、有效位和标记位设置为对应的值。
- 如果该组已被占用,则遍历该组内的所有字块,查看是否有对应主存地址标记位的字块。
- 如果找到了对应的字块,则将该字块更新为新的值,并将有效位设置为对应的值。
- 如果没有找到对应的字块,则选择一个合适的字块替换,并将标记位、有效位和标记位设置为对应的值。
以上就是四路组相联映射Cache的组织结构和读写流程。
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