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Cache存储器的直接映像与变换

1.直接映像的映像规则

在Cache存储器的直接映像中，Cache的块内地址就是主存地址格式中的块内地址，Cache的块号等于主存块号除以Cache的总块数取余。设主存块号为i，Cache块号为j，Cache块号的位数为x位，则主存的第i块将映像到Cache中第i mod 2x块的位置，即j=i mod 2x。

2.直接映像的主存地址、Cache地址格式及设计方法

主存地址格式为：

Cache地址格式为：

Cache地址格式中各段位数的确定方法：

在采用Cache存储器的存储系统中，主存采用多模块交叉存储器，块的大小等于多模块交叉存储器中模块的个数，即若主存有2x个模块，则块内地址占x位；块号的位数等于Cache地址的位数减去块内地址的位数。

主存地址格式中各段位数的确定方法：

主存地址格式中块号的位数、块内地址的位数分别与Cache地址格式中块号的位数、块内地址的位数相同；区号的位数等于主存地址的位数减去块号的位数和块内地址的位数。

3.举例

[例1]有一个“Cache-主存”存储层次。主存共分为8个块(0～7)，Cache为4个块(0～

3)，采用直接映象方式。

(1)对于如下主存块地址流：1，2，4，1，3，7，0，1，2，5，4，6，4，7，2，如主存中内容一开始未装入Cache，请列出每次访问后Cache中各块的分配情况；

(2)对于(1)，指出既发生块失效又发生块争用的时刻；

(3)对于(1)，求出此期间的Cache命中率。

解：(1)随时间变化Cache中各块的使用状况如下图所示：

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