地址映像有哪三種方式

所謂地址映像方式是指如何確定Cache中的內(nèi)容是主存中的哪一部分的副本，即必須應(yīng)用某種函數(shù)把主存地址映像到Cache中定位。

信息按某種方式裝入Cache中后，執(zhí)行程序時，應(yīng)將主存地址變換為Cache地址，這個變換過程叫作地址變換。

地址映像方式通常采用直接映像、全相聯(lián)映像、組相聯(lián)映像三種：

1-直接映像

每個主存地址映像到Cache中的一個指定地址的方式，稱為直接映像方式。在直接映像方式下，主存中存儲單元的數(shù)據(jù)只可調(diào)入Cache中的一個位置，如果主存中另一個存儲單元的數(shù)據(jù)也要調(diào)入該位置則將發(fā)生沖突。

地址映像的方法一般是將主存空間按Cache的尺寸分區(qū)，每區(qū)內(nèi)相同的塊號映像到Cache中相同的塊位置。一般地，Cache被分為2N塊，主存被分為大小為2MB的塊，主存與Cache中塊的對應(yīng)關(guān)系可用如下映像函數(shù)表示：j = i mod 2N。式中，j是Cache中的塊號；i是主存中的塊號。

直接映像是一種最簡單的地址映像方式，它的地址變換速度快，而且不涉及其他兩種映像方式中的替換策略問題。但是這種方式的塊沖突概率較高，當(dāng)程序往返訪問兩個相互沖突的塊中的數(shù)據(jù)時，Cache的命中率將急劇下降，因為這時即使Cache中有其他空閑塊，也因為固定的地址映像關(guān)系而無法應(yīng)用。

2-全相聯(lián)映像

主存中的每一個字塊可映像到Cache任何一個字塊位置上，這種方式稱為全相聯(lián)映像。這種方式只有當(dāng)Cache中的塊全部裝滿后才會出現(xiàn)塊沖突，所以塊沖突的概率低，可達到很高的Cache命中率，但它實現(xiàn)很復(fù)雜。

當(dāng)訪問一個塊中的數(shù)據(jù)時，塊地址要與Cache塊表中的所有地址標(biāo)記進行比較已確定是否命中。在數(shù)據(jù)塊調(diào)入時存在著一個比較復(fù)雜的替換問題，即決定將數(shù)據(jù)塊調(diào)入Cache中什么位置，將Cache中哪一塊數(shù)據(jù)調(diào)出主存。為了達到較高的速度，全部比較和替換都要用硬件實現(xiàn)。

3-組相聯(lián)映像

組相聯(lián)映像方式是直接映像和全相聯(lián)映像的一種折中方案。這種方法將存儲空間分為若干組，各組之間是直接映像，而組內(nèi)各塊之間則是全相聯(lián)映像。

它是上述兩種映像方式的一般形式，如果組的大小為1，即Cache空間分為2N組，就變?yōu)橹苯佑诚?；如果組的大小為Cache整個的尺寸，就變?yōu)槿嗦?lián)映像。組相聯(lián)方式在判斷塊命中及替換算法上都要比全相聯(lián)方式簡單，塊沖突的概率比直接映像低，其命中率也介于直接映像和全相聯(lián)映像方式之間。