cache物理地址偏移量

物理地址偏移量指的是在缓存中的地址偏移量，它是指在缓存中某个特定数据块的起始地址相于主存中的对应数据块起始地址的差值。偏移量的值取决于缓存行的大小。

在计算机系统中，缓存是用于临时存储主存中频繁访问的数据的高速存储器。缓存通常按照固定大小的块（通常称为缓存行）进行组织。当处理器需要访问某个数据时，它首先检查缓存中是否存在该数据。如果存在，则可以直接从缓存中获取，这样可以显著提高访问速度；如果不存在，则需要从主存中获取，并且将其加载到缓存中以供后续访问。

物理地址偏移量可以通过以下公式计算：偏移量 = 物理地址 mod 缓存行大小。

假设缓存行大小为64字节，如果某个数据块在主存中的起始地址为0x1000，则在缓存中的起始地址为0x1000 mod 64 = 0。因此，该数据块在缓存中的物理地址偏移量为0。

物理地址偏移量在缓存访问过程中非常重要，它用于确定缓存中的数据位置，以便进行快速访问。

相关问题

假设某合笔记本电脑的机器字长为 64位，运行的操作系统和应用程序均为 64位；内存容量为8GB，内存按字编址和导址； 假设 CPU中只有一级混合Cache (即指令和数据不加区分，存放在同一Cache 中), Cache 容量为64KB, 每行8个字, Cache 采用物理地址映射, 地址映射方式为 8路组相联。假设： 某条指令的一个操作数的虚拟地址为 0x7FE00 (64位地址)； 包含该操作数的逻辑页根据虚存机制对应的物理页页号为 2047，页大小均为 4kB。(6.1)求出该操作数所在的逻辑页页号。(6.2)该操作数在程序运行过程中会被映射到 Cache 中的第几组? (本题中，以十六进制表示的数据，未写足位数的高位部分均为0；所有编号均从0开始，如第0个字、第0组、第0块、第0页等)

(6.1) 虚拟地址 0x7FE00 的高 52 位表示页号，由于页大小为 4kB，所以低 12 位表示页内偏移。因此，该操作数所在的逻辑页页号为 0x7FE00 >> 12 = 0x1FF (十进制为 511)。

(6.2) Cache 容量为 64KB，每行 8 个字，所以共有 64KB / (8 * 8B) = 1024 组。由于地址映射方式为 8 路组相联，所以逻辑页页号的低 10 位表示组索引。因此，该操作数会被映射到 Cache 中的第 511 % 1024 = 511 组。

必答 某计算机存储器按字节编址，虚拟(逻辑)地址空间大小为16MB，主存(物理)地址空间大小为1MB，页面大小为4KB，Cache采用直接映射方式，共8行;主存与Cache之间交换的块大小为32B。系统运行到某一时刻时，页表的部分内容和Cache的部分内容分别如左图、右图所示，图中页框号及标记字段的内容为十六进制形式，问：虚拟地址共有几位? 物理地址共有几位？（用空格分离答案）

由题可知，虚拟地址空间大小为16MB，而页面大小为4KB，因此，虚拟地址空间可以被划分为$2^{20}\div 2^{12}=2^{8}$个页面，每个页面的大小为4KB，即$2^{12}$B。

在直接映射的Cache中，每一行可以缓存一个页面，且Cache共有8行，则Cache的大小为8个页面，即32KB，而每个块的大小为32B，则每个页面可以被划分为$2^{12}\div 2^5=2^7$个块，因此，Cache中每一行的块号占用7位，而标记字段占用的位数为$32-7-\log_2 32=20$位。

根据页表和Cache的内容，可以得到以下信息：

- 虚拟地址的高8位为页面号，因为虚拟地址空间大小为16MB，可以表示为$2^{24}$个字节，而页面大小为$2^{12}$个字节，故需要8位表示页面号。
- 虚拟地址的中间5位为页面内偏移量，因为页面大小为$2^{12}$个字节，故需要12位表示偏移量，而每个页面可以被划分为$2^7$个块，故需要7位表示块内偏移量。
- 物理地址的高3位为页框号，因为主存的大小为1MB，可以表示为$2^{20}$个字节，而页面大小为$2^{12}$个字节，故需要20-12=8位表示页框号。
- 物理地址的中间5位为块内偏移量，同理，需要7位表示块内偏移量。
- 根据Cache的直接映射方式，可以得到Cache行号占用的位数为$log_2 8=3$位，而Cache中每一行的块号占用7位，故物理地址的低17位可以分成两部分，前3位为Cache的行号，后14位为块号内偏移量。

因此，虚拟地址共有13位，物理地址共有20位。

答案：13 20