·例题：CPU执行一段程序时，Cache完成存取的次数为1900次，主存完成存取的次数为100次，已知Cache存取周期为50ns,主存存取周期为250ns,求Cache/主存系统的效率和平均访问时间。·解：h=Nc/(Nc+ Nm)=1900/(1900+100)=0.95r=tm/tc=250ns/50ns=5e=1/[r+(1-r)h]=1/[5+(1-5)*0.95]=83.3%ta=tc/e=50ns/0.833=60ns
• 例题：CPU执行一段程序时，Cache完成存 取的次数为1900次，主存完成存取的次数 为100次，已知Cache存取周期为50ns,主存 存取周期为250ns,求Cache/主存系统的效率 和平均访问时间。 • 解：h=NC/(NC+ Nm)=1900/(1900+100)=0.95 • r=tm/tc=250ns/50ns=5 • e=1/[r+(1-r)h]=1/[5+(1-5)*0.95]=83.3% • ta=tc/e=50ns/0.833=60ns
7.2.2Cache存储器组织1.地址映像为了把信息放到Cache存储器中，必须应用某种方法把主存地址定位到Cache中，称作地址映像。在信息按照这种映像关系（采用硬件方法实现）装入Cache后，执行程序时应将主存地址变换成Cache地址,这个变换过程叫做地址变换。地址的映像和变换是密切相关的。下面介绍几种基本地址映像方式，它们是直接映像、全相联映像和组相联映像。假设：主存中有2m个块,字块大小为2b字，Cache中有同样大小的2℃个块
7.2.2 Cache存储器组织 • 1.地址映像 • 为了把信息放到Cache存储器中，必须应用某 种方法把主存地址定位到Cache中，称作地址映 像。在信息按照这种映像关系（采用硬件方法实 现）装入Cache后，执行程序时应将主存地址变 换成Cache地址,这个变换过程叫做地址变换。地 址的映像和变换是密切相关的。 • 下面介绍几种基本地址映像方式，它们是直接 映像、全相联映像和组相联映像。 假设:主存中有2 m个块,字块大小为2 b字，Cache中 有同样大小的2 c个块
(1)直接映像在直接映像方式中，主存和Cache中字块的对应关系,如图7.3所示。直接映像函数可定义为：j= i mod 2c其中i是Cache的字块号，i是主存的字块号在这种映像方式中主存的第0块，第2c块，第2c+1块，…．，只能映像到cache的第0块，而主存的第1块，第2c十1块第2c+1十1块，，只能映像到Cache的第1块动画\直接相联.swf
(1)直接映像 • 在直接映像方式中，主存和Cache中字块的对 应关系,如图7. 3所示。直接映像函数可定义为： j= i mod 2c • 其中j是Cache的字块号，i是主存的字块号， 在这种映像方式中主存的第0块，第2 c块，第2 c+1 块，. ，只能映像到cache的第0块，而主存的 第1块，第2 c＋1块第2 c+1十1块，. ,只能映像到 Cache的第 1块。 动画\直接相联.swf
主存储器t位*假设cache字块地址cache存储器字块0字段内容为00...010标记字块0字块1*标记1字块1L.比较器(t位)字块2℃1≠=字块2℃2°-1标记字块2°-1字块2°+1有效位=1？字块2℃+1-1主存主存字字块内cache字块2℃+1地址块标记字块地址地址t位c位b位命中不命中字块2"-1m位
字块 0 字块 1 字块 2 c -1 字块 2 c 字块 2 c +1 字块 2 c+1 -1 字块 2 c+1 字块 2 m -1 . . 字块 0 字块 1 字块 2 c -1 . 标记 标记 标记 主存字 cache 字块内 块标记 字块地址 地址 主存储器 t 位 c 位 b 位 m 位 t 位 0 1 2 c -1 比较器(t 位) = ≠ 主存 地址 有效位= 1？ 命中 不命中 cache 存储器 * *假设 cache 字块地址 字段内容为 00.01
，例如某机主存为1MB,划分2048块，每块512B，共分0~127组，每组16块Cache为8KB.划分16块，每块512B7位主存主存地址Cache0块0组9位7位4位标记0块1块标记1块主存块内Cache标记块号地址15块16块1组17块主存块号Cache地址标记31块15块2032块127组2033块，在访存时，只需比较两者标记，如相同则命中2047块
• 例如某机主存为1MB,划分2048块，每块512B，共分 0~127组，每组16块;Cache为8KB,划分16块，每块512B • 7位 Cache 主存 主存地址 • 0组 7位 4位 9位 • 1组 • 主存块号 • Cache地址 • 127组 • 在访存时，只需比较 两者标记，如相同则命中 标记 0块 标记 1块 . . . . . . 标记 15块 0块 1块 . 15块 16块 17块 . 31块 . 2032块 2033块 . 2047块 主存 标记 Cache 块号 块内 地址