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知识路径： > 计算机系统基础知识 > 硬件基础知识 > 存储系统 > 虚拟存储器基本工作原理、多级存储体系 > 高速缓存 >
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相关知识点：3个
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CPU工作时给出的是主存的地址，要从Cache存储器中读写信息，就需要将主存地址转换成Cache存储器的地址，这种地址的转换叫作地址映像。Cache的地址映像有以下三种方法：
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（1）直接映像。直接映像是指主存的块与Cache块的对应关系是固定的，如下图所示。在这种映像方式下，由于主存中的块只能存放在Cache存储器的相同块号中，因此，只要主存地址中的主存区号与Cache中的主存区号相同，则表明访问Cache命中。一旦命中，根据主存地址中的区内块号立即可得到要访问的Cache存储器中的块，而块内地址就是主存地址中给出的低位地址。
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直接映像方式的优点是地址变换很简单，缺点是灵活性差。例如，不同区号中块号相同的块无法同时调入Cache存储器，即使Cache中有空闲块也无法使用。
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（2）全相联映像。全相联映像的示意图如下图所示。同样，主存与Cache存储器均分成容量相同的块。这种映像方式允许主存的任一块可以调入Cache存储器的任何一个块的空间中。
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进行地址变换时，利用主存地址高位表示的主存块号与Cache中保存的主存块号进行比较，若相同即为命中。这时根据块号就可知道要访问的是哪一块。Cache存储器的块找到后，块内地址就是主存的低位地址。这时便可以读写Cache块中的内容。在变换时，当找到主存块号命中时，还必须知道主存的这一块存到了Cache的哪一块里面。
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全相联映像的主要优点是主存的块调入Cache的位置不受限制，十分灵活。其主要缺点是无法从主存块号中直接获得所对应Cache的块号，变换比较复杂，速度比较慢。
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（3）组相联映像。这种方式是前面两种方式的折衷。具体做法是将Cache中的块再分成组。例如，假定Cache有16块，再将每两块分为1组，则Cache的块就分为8组。主存同样分区，每区16块，再将每两块分为1组，则每区的块就分为8组。
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组相联映像就是规定组采用直接映像方式而块采用全相联映像方式。也就是说，主存任何区的0组只能存到Cache的0组中，1组只能存到Cache的1组中，依此类推。组内的块则采用全相联映像方式，即一组内的块可以任意存放。也就是说，主存一组中的任一块可以存入Cache相应组的任一块中。
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这种方式下，通过直接映像方式来决定组号，在一组内再用全相联映像方式来决定Cache中的块号。由主存地址高位决定主存区号与Cache中区号比较可决定是否命中。主存后面的地址即为组号。
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