主存块和cache块关系
时间: 2023-11-05 17:04:32 浏览: 73
主存块和cache块是两种不同的存储器块。主存块是指计算机系统中主存储器中的存储单元,而cache块是指高速缓存中的存储单元。它们之间的关系是,cache块是主存块的一个副本,cache块中存储的数据和主存块中存储的数据是相同的。当CPU需要访问主存储器中的数据时,它首先会检查cache中是否存在这个数据的副本。如果存在,CPU就可以直接从cache中读取数据,而不需要从主存储器中读取,这样可以大大提高数据访问的速度。如果cache中不存在需要的数据,CPU就会从主存储器中读取,然后将数据存储到cache中,以便下一次访问时可以更快地获取数据。因此,cache块和主存块之间是一种副本关系,cache的存在可以提高数据访问的速度和效率。
相关问题
某机主存容量为128MB, Cache 容量为32KB,主存与 Cache 均按64B的大小分块 分别写出主存与 Cache 采用直接映像和全相联映像时主存与 Cache 地址的结构格式并标出各个字段的位数 若 Cache 采用组相联映像,每组块数为4块。写出主存与 Cache 地址的结构格式并标出各个字段的位数。并 回答一个主存块可以映像到多少个 Cache 块中?一个 Cache 块可与多少个主存块有对应关系
对于直接映像的主存与 Cache,主存地址结构为:Tag(高位)+ Index(中位)+ Offset(低位),其中 Tag 为主存块的标记,Index 为主存块在 Cache 中的索引,Offset 为主存块内部的偏移量。在本题中,主存容量为128MB,即2^27B,Cache 容量为32KB,即2^15B,均按64B的大小分块,因此主存共有2^22个块,Cache 共有2^13个块。由于直接映像的 Cache 中每个索引只对应一个主存块,因此 Index 的位数为13,Offset 的位数为6,Tag 的位数为8。
对于全相联映像的主存与 Cache,主存地址结构为:Tag(高位)+ Offset(低位),其中 Tag 为主存块的标记,Offset 为主存块内部的偏移量。由于全相联映像的 Cache 中每个块都可以对应主存中的任意一个块,因此 Tag 的位数为22,Offset 的位数为6。
对于组相联映像的 Cache,每组块数为4块,因此共有2^11组。主存地址结构与直接映像相同,Tag(高位)+ Index(中位)+ Offset(低位),其中 Tag 的位数为13,Offset 的位数为6,Index 的位数为11-2=9,因为每组有4块,需要2位来表示块内的索引。因此,一个主存块可以映像到4个 Cache 块中,一个 Cache 块可以与4个主存块有对应关系。
Cache和主存的映射
Cache和主存的映射方式有三种:全联映射、直接映射和组相联映射。
1. 全相联映射:在全联映射中,任何一个主存块都可以存放到Cache的任何一个Cache块中。这种映射方式的优点是灵活性高,可以充分利用Cache的存储空间。缺点是查找主存块时需要遍历整个Cache,速度较慢。
2. 直接映射:在直接映射中,每个主存块只能存放到Cache的特定Cache块中。具体的映射关系是通过主存块的地址和Cache块的索引进行计算得到的。这种映射方式的优点是查找速度快,缺点是存储空间利用率较低。
3. 组相联映射:在组相联映射中,Cache被分成多个组,每个组包含多个Cache块。每个主存块可以存放到组内的任意一个Cache块中。这种映射方式综合了全相联映射和直接映射的优点,既能提高查找速度,又能提高存储空间利用率。
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