首页 > 其他分享 >关于计算机系统中的Cache地址映射方式

关于计算机系统中的Cache地址映射方式

时间:2024-10-18 11:09:48浏览次数:5  
标签:计算机系统 主存 映射 Cache 映像 地址映射 冲突 相联

错题考查的知识点是关于计算机系统中的Cache地址映射方式。具体来说,是关于全相联映像、直接映像和组相联映像这三种Cache地址映射方法的比较,特别是它们在块冲突次数上的差异。

Cache地址映射方式

Cache存储器是计算机系统中的一个高速存储器,用于减少CPU访问主存时的平均等待时间。由于CPU的运行速度远高于主存,因此,通过在CPU和主存之间设置一个较小但速度更快的Cache,可以有效地提高系统的整体性能。

Cache的地址映射方式决定了主存数据在Cache中存放的位置,主要有以下几种方式:

  1. 全相联映像(Fully Associative Mapping)

    • 在全相联映射中,主存的任意一块可以映射到Cache中的任意一个块。
    • 这种方式的特点是块冲突概率低,因为主存的任何块都可以映射到Cache中的任何位置。
    • 缺点是相联目录表容量大,导致成本高、查表速度慢。
  2. 直接映像(Direct Mapping)

    • 直接映像方式中,主存的每一块只能映射到Cache的一个特定的块中。
    • Cache地址与主存地址的低位部分完全相同,这意味着主存的某一块只能映射到Cache的一个固定位置。
    • 这种方式的优点是硬件简单,访问速度快(无需地址变换),但缺点是块冲突概率高,导致Cache空间利用率低。
  3. 组相联映像(Set Associative Mapping)

    • 组相联映射是全相联和直接映像的折中方案。
    • Cache被分成若干组,每组内实现全相联映射,而组间则采用直接映射。
    • 这种方式可以在降低成本和提高速度的同时,减少块冲突概率,提高Cache的利用率。

块冲突

块冲突是指当主存数据需要被加载到Cache时,由于Cache中已存在其他数据块,导致无法直接替换的情况。不同的地址映射方式对块冲突的影响不同:

  • 全相联映像:由于主存的任何块都可以映射到Cache的任何位置,因此块冲突概率最低。
  • 直接映像:由于主存的某一块只能映射到Cache的一个固定位置,因此块冲突概率最高。
  • 组相联映像:块冲突概率介于全相联和直接映像之间,因为它结合了两者的特点。

在实际应用中,选择哪种映射方式取决于具体的应用需求和成本考虑。全相联映射虽然冲突概率最低,但成本较高;直接映像虽然成本最低,但冲突概率最高;组相联映射则提供了一个平衡的解决方案。

标签:计算机系统,主存,映射,Cache,映像,地址映射,冲突,相联
From: https://www.cnblogs.com/Adaking/p/18473892

相关文章

  • php8:开启opcache+jit和不开启opache+jit有多大区别?
    一,测试环境:PHP8.3.9LaravelFramework11.15.0接口没访问数据,只是从redis取数据二,不开启opache+jit访问10次数据用时148147129128129124128127236129三,开启opache+jit后访问10次数据用时36243123322232644021区别还是很大的,说明最起码对于laravel......
  • arm Linux中dma的cache管理
    概述前两周有人询问DMA下的cache操作和dma-coherent。以前零碎看过代码。临时找,还没有找到。这两天整理了调用流程,也找到了dma-coherent的用法。Linux的文档里没有详细说明dma-coherent的用法。根据代码,如果dma的设备树里有dma-coherent,Linux则认为硬件会维护cache一致性,不会在d......
  • Python cachetools常用缓存算法汇总
    文章目录cachetools介绍缓存操作设置数据生存时间(TTL)自定义缓存策略缓存装饰器缓存清理cachetools超过缓存数量maxsizecachetools使用示例cachetools介绍cachetools:是一个Python第三方库,提供了多种缓存算法的实现。缓存是一种用于临时存储计算结果的技术,以......
  • arm Linux中dma的cache管理
    概述前两周有人询问DMA下的cache操作和dma-coherent。以前零碎看过代码。临时找,还没有找到。这两天整理了调用流程,也找到了dma-coherent的用法。Linux的文档里没有详细说明dma-coherent的用法。根据代码,如果dma的设备树里有dma-coherent,Linux则认为硬件会维护cache一致性,不会在d......
  • [20241006]跟踪library cache lock library cache pin使用gdb(补充测试3).txt
    [20241006]跟踪librarycachelocklibrarycachepin使用gdb(补充测试3).txt--//补充测试产生光标已经缓存的情况下,生成新子光标的调用librarycachelocklibrarycachepin的情况。1.环境:SCOTT@book01p>@ver2==============================PORT_STRING          ......
  • 计算机系统层次结构中的微程序设计
    错题考查的知识点是关于计算机系统层次结构中的微程序设计。微程序设计是一种低级编程方式,它使用微指令来控制计算机硬件的操作。微指令是控制计算机硬件操作的基本命令,通常由硬件实现,并且是不可编程的。微程序则是由一系列微指令组成的程序,用于实现更复杂的操作。以下是关于微......
  • WPF VirtualizingPanel.CacheLength="1" VirtualizingPanel.CacheLengthUnit="Item" c
    <ListBoxItemsSource="{BindingBooksCollection,Mode=TwoWay,UpdateSourceTrigger=PropertyChanged}"SelectedIndex="{BindingImgIdx,Mode=TwoWay,UpdateSourceTrigger=PropertyChanged}"VirtualizingPanel.IsVirtualizing=......
  • 从0开始实现cache框架
    一.分布式缓存需要解决的问题在分布式缓存的场景中,设计和使用缓存时需要解决一些特殊的问题,确保缓存的高效性和一致性。以下是分布式缓存设计中需要重点解决的关键问题:1.数据一致性问题最终一致性:由于分布式缓存是跨多个节点的,数据的一致性可能无法保证为强一致性,通常采用最......
  • 【Java】使用Ehcache缓存。
    EhCache是一个纯Java的进程内缓存框架,具有快速、精干等特点。当我们需要频繁使用某些数据时,我们可以将这些数据放到缓存中,下次取数据的时候,直接从缓存中取,这样可以节省不少时间。如果我们自己手动进行缓存的管理将是比较棘手的的,因为这已经涉及到很多底层的技术了,但是Ehcache为我......
  • k8s cache.DeletedFinalStateUnknown
    针对已删除对象Obj,删除事件因与apiserver断连而丢失,DeletedFinalStateUnknown只会在relist时可能出现,缓存了已被删除对象,放入DeltaFIFO,删除本地缓存对象。relist场景1:watch超时时间内没有收到事件。2:watch指定的resourceVersion在etcd已不存在。3:apiserver主动与client-go断连,避......