Caching 理解直接映射缓存

我试图理解直接映射缓存，但这是一个非常复杂的概念。到目前为止，我已经写了我认为我理解的东西，但我不确定我是否正确。有人能验证一下下面的解释是否正确吗

例如，对于一台组装好的计算机，为了回答这个问题，RAM中有1024个内存位置（单元）。这等于2^10，因此每个内存位置的地址长度必须为10位

CPU被要求从RAM内存地址

1100100111

获取数据。但是，CPU不会直接从RAM中的这个内存地址访问数据。RAM将这些数据存储到高速缓存中，然后CPU从高速缓存中获取数据

有不同的方法可以做到这一点，一种是直接映射缓存。高速缓存和ram内存分为块，每个内存块中的单元数必须相同。RAM和缓存中的块数也必须是2的幂

在本例中，假设RAM中有2^6=64个块，因此每个块中有1024/64=16个单元。假设缓存中有2^2=4个块，因此缓存有64个单元。这些数字的指数中的“6”和“2”在后面很重要

因为RAM和缓存中的块数是2的幂，所以计算起来很容易。在我们的地址

1100100111

中，最后6位标记偏移量

100111

（6位来自2^6=64），其余4位标记数据存储的RAM块号。在这个区块编号中还有另外两个重要编号。首先是缓存块编号；这是该RAM块将存储到的缓存块。这是偏移量后的前2位，因此它将是

00

（2来自缓存中有2^2=4个块的事实）。地址中剩余的2个数字标记标签。这将是

11

因此，当CPU被要求从内存地址

1100100111

获取数据时，它将在缓存块编号

00

中查找该数据。它将把地址

11

的标记与保存在缓存中的标记进行比较，缓存是一块单独的内存，用于存储有关数据来自RAM的信息。如果标签是相同的，这是一个命中，这是CPU正在寻找的数据。如果地址的标记和内存中的标记不同，则这是未命中，并且数据不存储在缓存中

如果是这种情况，缓存控制器将从RAM中的块号

1100

获取数据，并将其存储在缓存块号

00

中，并将该块中的标记更新为

11

。CPU现在可以获取该块中的数据

这些都对吗？在我开始尝试理解联想记忆和设置联想记忆之前，我需要理解这一点

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谢谢

你的想法是对的，但是你的数字在什么地方出错了。在您的示例中，您有一个直接映射的缓存，它包含4个块/行，每个块/行16个字节/单元。地址

1100100111

将按如下方式划分。您使用最低有效四位

0111

作为偏移量，因为它指的是您想要的特定块的哪个单元。我认为您意外地将块编号作为偏移的一部分。无论如何，下一个最低有效的两位

10

将是块号，最高有效的四位

1100

将是标记

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你的理解似乎很好。还有一件事是需要一个位来指示缓存块是否有效。祝你好运

偏移量应该在“块”中标记“单元”位置-每个块有16个这样的单元，因此只需要4位，而不是6位。谢谢您的回答，很抱歉回复太晚。过去几周我复习了很多。我可以问一下，如果

10

是缓存中的块号，并且最重要的四位

1100

是标记，那么这段数据存储在主存储器（RAM）中的块是否在块号

101100

中？否，在这种映射方案中，标记应该在块号之前。内存中块开始的位置是

1100100000

，该块的最后一个单元的位置是

1100101111

。因此，RAM中的块号是

110010

，尽管在主存中引用块号并不典型。这个概念适用于缓存。如果你参考你发布的图表，你会注意到原因。