第三章 存储系统

3.3.2 地址映象与变换方法

  在Cache中,地址映象是指把主存地址空间映象到Cache地址空间,具体地说,就是把存放在主存中的程序按照某种规则装入到Cache中,并建立主存地址与Cache地址之间的对应关系。而地址变换则是指当程序已经装入到Cache之后,在实际运行过程中,把主存地址如何变换成Cache地址。
  地址的映象和变换是紧密相关的,采用什么样的地址映象方法,就必然有与这种映象方法相对应的地址变换方法,因此,必须把它们放在一起介绍。
  无论采用什么样的地址映象方式和地址变换方式,都要把主存和Cache划分成同样大小的存储单位,每个存储单位称"块"。在进行地址映象和地址变换过程中,都以块为单位进行调度。
  在选取地址映象方法时,要考虑多方面的因素。如地址变换的硬件是否容易实现,地址变换的速度是否快,这种映象方法的主存空间利用率是否高,以及在把主存中的一块装入到Cache中时,发生块冲突的概率如何等。
  根据所采用的地址映象方法和地址变换方法的不同,有多种不同类型的Cache。

1 全相联映象及其变换
  全相联映象方式是指主存中的任意一块可以映象到Cache中的任意一块中,如图3.29所示。如果Cache的块数为,主存的块数为,则主存与Cache之间的映象关系共有种。如果采用目录表来存放这种映象关系,则目录表的容量为,字长为Cache地址中的块号长度与主存地址中的块号长度之和再加一个有效位。


图3.29 全相联映象方式