快擦写存储器FlashMemory.PPTVIP

◆Cache和主存都被分成大小相等的若干个“块”(若干字或字节）,Cache中的块数远小于主存中的块数，Cache中存放的信息仅是主存中最急需执行的若干块的副本。◆CPU访问某主存单元时，用该主存地址的块号字段去访问“地址映像表”，判定该主存地址的存储单元的副本是否在Cache中：若Cache被命中，由“地址映像机构”将主存地址高段块号转换为Cache地址的块号，与块内地址合并生成被访问主存单元的Cache地址去访问Cache。若Cache不命中，CPU需访问主存，同时将该存储单元所在块调入Cache，有两种情况：①若Cache中可装入，则直接将该块主存数据装入Cache，同时补充“地址映像表”；②若Cache有块冲突，需按某种替换算法将Cache中的某一块数据副本替换出去，将该主存数据装入Cache，并修改“地址映像表”。（5）地址映像中需注意的问题■CPU访问主存时，Cache地址转换，或主存中调入Cache以及替换算法以实现块替换都由硬件来实现的，因此Cache的工作对程序员而言是透明的。■地址映像是将主存地址映像成Cache中的地址，Cache的地址空间较小，主存的地址空间较大，Cache中的一个存储块可与主存中的若干个存储块相对应，即若干个主存地址将可映射到同一Cache地址。一般有三种地址映像方法。4.4.3直接映像一个主存有256块，分成32区，Cache有8块的直接映象的示意图如下。在直接映像方式下，主存中第1块的数据只能调入到Cache中第1块，主存中第9块也只能调入Cache中第1块。直接映像：一个主存块只能映像到Cache中某一个特定块地址的映像方式。设主存有m×n块，Cache有n块，可把主存分成m区，每区中有n块，则主存区号为0、1、2、…m-1，主存块号为0、1、2、…mn-1，Cache块号为0，1，2，…n-1，主存中第j块（j=0~mn-1）的数据只能调入Cache中块号为第i块（i=0~n-1）的位置。j与i的关系为：i=jmodn，n为Cache的块数。1、直接映像方式2、主存地址i=jmodn相当于将主存的地址空间按Cache的空间大小分区，每个区内可按Cache块号编号，这样主存地址结构如下：“区号”作为标记（表示为Tag）存放在“地址映像表”中，用于判断是否命中；“块号”是区内块号，同Cache块号，用于直接查“地址映像表”（用作查表索引），以及在Cache中进行“块寻址”；“块内地址”用于在块内选择字或字节（表示为BS）；例如一块有1024个字（16位）或字节，则块内地址为10位（1024个字节）或11位（1024个字）。在上例中，主存地址中区号为5位，块号为3位，块内地址为10位（块内字地址）共18位。主存块号3、直接映像的访存过程访存过程以图表示。直接映像方式下的Cache内容由调入数据块的数据和调入块的主存区号（称为“标记”）组成。访问存储器时给出主存地址，由区号（标记）、块号和块内地址组成，以块号到Cache中检索到该块号所对应块，取出标记部分同主存地址中的标记（区号）送比较器进行比较：若相等，说明被命中，由该块号加上块内地址构成的Cache地址访问Cache。若不等，说明未被命中，则以主存地址访问主存，并把主存中该块数据调入填补空块（直接映像只能调入指定块内，不需要采用替换策略）或替换原有的副本，且修改标记值。例4-1：设在直接映像的Cache中，主存地址的区号5位，块号3位，CPU访存过程中，依次访问主存单元高8位地址为：00011010000110100000001100010010。要求写出每次访问后Cache中的内容。解：（1）开始工作时Cache