缓存器的引入：

【王道计组笔记】高速缓存器：局部性原理及性能分析_muse_age的博客-CSDN博客

1.主存的块放到Cache中哪个位置？CPU向缓存中读取一个数据过程？

（1）空位随意放：全相联映射

（2）对号入座：直接映射

（3）按号分组，组内随意放：组相联映射

地址映射：

全相联映射：

主存一块数据存放到Cache单元时，不仅要存放数据，还要存放有效位（1个二进制数）和主存的高位（上例为22位），所以用23个二进制数来确定主存地址与Cache地址的映射

优点：空位利用率高

缺点：存放标记项多

（极少用）

直接映射：

主存中的某一块通过固定的计算方法放在Cache中的某一块

缺点：空位利用率低

优点：存放标记项少

（极少用）

组相联映射：

存和Cache都分组，主存中一个组内的块数与Cache中的分组数相同，组间采用直接映射，组内采用全相联映射。主存块存放到哪个组是固定的，至于存到该组哪一块则是灵活的

2.问题：对于（1）如果Cache满了应该怎么办，对于（2）（3），对于位置被占用怎么办?

替换算法：

（了解）

1、随机算法（RAND）

了解：

随机地确定替换的Cache块。实现简单，但没有依据程序访问的局部性原理，故可能命中率低。

2、先进先出算法（FIFO）:

选择最早进入的行进行替换。比较容易实现，但没有依据程序访问的局部性原理，可能会把一些需要经常使用的程序块（循环程序）也作为最早进入Cache块替换掉

3、近期最少使用算法（LRU）：

依据程序访问的局部性原理选择近期长久未访问过的存储行作为替换的行，平均命中率要比FIFO高，是堆栈类算法

LRU算法对每行设置一个计数器，Cache每命中一次，命中行计数器请0，而其他各行计数器均+1，需要替换时比较各特定行计数值，将计数值最大的行换出

4、最不经常使用算法（LFU）：

将一段时间内被访问次数最少的存储行换出。每行也设置一个计数器，新行建立后从0开始计数，每访问一次，被访问的计数器+1，需要替换时比较各特定行的计数值，将计数值最小的行换出

虚拟存储器：

存储器的层次结构：

为什么要设立虚拟存储器:

不同辅存提供的地址形式不一样，访问的数据块的大小也不一样，cache也可以有不同的层次（一级缓存，二级缓存），如果要用户去掌握硬件上的细节很麻烦。-

>引入虚拟存储器：整个硬件和软件搭配起来提供给用户的逻辑模型。（逻辑模型更关注逻辑上的实现，不关注细节）

功能：用户给出一个地址，叫做虚地址或逻辑地址，虚拟存储器要给出该地址对应的数据

*逻辑地址与物理地址由软件实时控制，而不是一一对应。

实现：由辅助硬件将虚地址映射到主存当中的某个单元，主存单元地址成为实地址或物理地址

【王道计组笔记】Cache高速缓存基本工作原理

1.主存的块放到Cache中哪个位置？CPU向缓存中读取一个数据过程？

地址映射：

全相联映射：

直接映射：

组相联映射：

替换算法：

1、随机算法（RAND）

2、先进先出算法（FIFO）:

3、近期最少使用算法（LRU）：

4、最不经常使用算法（LFU）：

虚拟存储器：

为什么要设立虚拟存储器:

分类：

页式虚拟存储器：

虚页号与实页号的映射：

段式虚拟存储器

段页式虚拟存储器

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