Cache存储器

• 主存存取速度远低于CPU工作速度
  解决方法：CPU和主存之间设置小容量的高速缓冲存储器（Cache），存放主存信息的副本
  目的：减少访存次数，加快运行速度
  

工作原理：基于程序和数据的局部性

• 程序和数据的空间局部性
• 程序和数据的时间局部性

cache的命中率

主存地址与cache地址的映像问题

（将主存的地址变成cache的地址）

• 局部空间定义:Cache 和主存等分为相同大小的块，每块512B
  
  直接映像：
• 前提：主存、Cache以同等大小分块
• 主存以Cache大小分组
• 内存每组第N块对应Cache第N块
  内存的块只能复制到某一固定Cache块
  
  主存地址与Cache地址如何转换
  主存
  
  128组——主存标记7位
  每组16块/页——Cache页号4位
  每块512B/512个单元——页内地址9位
  标记记录组好——7位长
  注：复制按一块一块复制，每块的标记不一定相同

全相联映像
主存的每一块能复制到Cache的任何一块
分成2048块——11位主存页标记

• 优点:冲突概率小，Cache的利用高。
• 缺点:比较器难实现，需要一个访问速度很快代
  价高的相联存储器
• 应用场合:适用于小容量的Cache
  组相联映像：
  Cache分组，主存按Cache组数分组
  内存的块数与Cache的组数相等。
• 主存每组第N块与Cache第N组固定映像
• Cache组内自由映像
  标记记录的是内存组号(来自内存的第几组)
  

Cache的替换算法

替换算法

• 最不经常使用算法LFU被访问的行计数器增加1,换值小的行，不能反映近期cache的访问情况
• 近期最少使用算法LRU近期使用最少的贡面先调出，被访问的行计数器置0，其他的计数器增加1,换值大的行，符合cache的工作原理
• 

LFU：访问到了计算器加1，换最小的
LRU：访问到了其他加1，自己清0，换最大的