计算机组成原理与系统结构

考纲要求：

流水线

高速缓冲存储器-Cache

1. Cache的概念

   • Cache的功能：提高CPU数据输入输出的速率，调和CPU速度与内存存取速度之间巨大的差异。
   • 在计算机的存储系统体系中，Cache是访问速度最快的层次。
   • 使用Cache改善系统性能的依据是程序的局部性原理

2. 命中率及相关问题：
   如果以h代表对Cache的访问命中率，t1表示Cache的周期时间，t2表示主存储器周期时间，以读操作为例，使用Cache+主存储器的系统的平均周期为t3,则：
   t3=hxt1+(1-h)xt2
   

3. cache的读写过程

   • 写直达：当要写Cache时，数据同时协会主存储器，有时也称为写通。
   • 写回：CPU修改Cache的某一行后，相应的数据并不立即写入主存储器单元，而是当该行被从Cache中淘汰时，才把数据写回到主存储器中。
   • 标记法：对Cache 中的每一个数据设置一个有效位。

4. 地址映像

   • 常见的映像方法有直接映像，相联映像和组相联映像。
   • 地址映像是将主存与Cache的存储空间划分为若干大小相同的页（或者块）。例如某机的主存容量为1GB,划分为2048页，每页512KB;Cache的容量为8MB，华为为16页，每页512KB。

5. 映像方式：直接映像
   

6. 映像方式：全相联映像
   

7. 映像方式：组相联映像
   

   存储相关计算问题：

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