存储系统的层次结构

为了解决容量，速度，价格之间的矛盾，把各种不同存储容量，不同存取速度，不同价格的存储器，按照一定的体系结构组织起来，使得所存放的程序和数据按照层次分布在各个存储器中，形成多层次的存储系统

• 从整体看，Cache——主存层次的存取速度接近于Cache的存取速度，但容量接近于主存
• 解决了高速的和低成本之间的矛盾
• 这个层次完全由硬件实现，对用户是透明的
• 

高速缓存存储器的工作原理

程序的局部性原理:时间局部性和空间局部性

程序访问的局部性原理
时间局部性原理:当前正在使用的数据或指令在不久的将来还会被使用，那么当前正在使用的指令或数据，我们应该放到Cache,将来在使用的时候，就直接从Cache中取出
空间局部性原理:当前正在使用的数据或指令在不久的将来,相邻的指令或数据可能被用到，我们就把当前正在使用的数据或指令从内存中放到Cache，同时还需要把相邻的指令和数据也放入到Cache中。

Cache地址映射(映像)方式

• 地址映射:应用某种函数把主存地址映射为Cache地址，称为地址映射
• 全相联映射
• 直接映射
• 组相联映射
  为了后续方便学习，我们先进行假定
  

全相联映射

CPU和Cache进行交互，但是Cache里面的内容是从主存放进来的


低五位的地址指明在块内的地址
高四位的地址指明在哪一块，也就是块号，在0号块，1号块…
Cache里面的tag(标记)表名的是块号，也就是记录对应主存所在块号，占4位，2^4=16
如果我们要比较Cache是否命中，由于全相联是任意放的，利用率高，但是我们需要逐行比较是否命中，效率低

直接映射

组相联映射