计组复习

大题考点

• CPI MIPS Speedup
• Cache & Memory Organization
• Hard disk
• 浮点数运算
• 寻址，指令设计
• 流水，时序图，加速比，优化
• 超标量，超流水，冲突，指令发射
• 微操作，微指令，微指令设计

2. 存储组织

2.1 Cache 存储映射

Cache 以

Tag	Data

形式存储数据，数据段很宽，可以存储主存（Memory）中几行的数据

下面所讨论的都是不同映射方式下的地址构成

2.1.1 直接映射

直接映射主存地址为

Tag	行号	字

Tag 就是 Cache 的 Tag；
行号是 Cache 的对应行号；
字指代了这一行中要取用 Cache 的哪个分段的数据

寻址时，首先查找对应行号，检查标记，如果命中，那么则根据字来取数据

2.1.2 全相连映射

全相连主存地址构成为

Tag	字

由于存储数据和行号无关，使用 Tag 作为唯一的标记，字用于标记数据段

需要并行电路不断比对 Tag 内容，如果命中了，那么根据字来取对应数据段

2.1.3 组相连映射

组相连映射地址构成如下：

Tag	组号	字

Tag 和字同上
组号是指将 Cache的行分组后的对应组号

结合直接映射和全相连映射，将 Cache 的行分为很多的组，先根据组号查找对应组，然后再在组内比对标记。
减少了由于直接映射的抖动问题，又避免了全相连映射的不断寻找导致的性能浪费

抖动问题：由于程序需要不断访问映射到同一行但来自不同块的字，那么就会导致内存块不断载入载出，造成性能浪费

N 路总相连指的就是一个组内有 N 行

2.1.4 相关计算问题

由 Cache 和 Memory 的行数和块数等数据来指明地址构成

这里需要注意，地址不只是用来算 Cache 映射，还要能通过地址在 Memory 中寻找到正确的内存块

1. 地址的寻址长度能覆盖主存的容量，确定地址总长度
2. 根据 Cache 数据算出 Cache 行数，组数。
3. Cache 的一行就是 Memory 的一块，根据这个算出 Memory 有多少块

除了“字”以外的地址位加起来就是这个数

4. “字”的部分要能覆盖块的字节容量
5. 如果出现“字（Word）”的描述，那么字的位数就是地址的总长