---- cache的容量很小，它儲存的內容只是主存（記憶體）內容的乙個子集，且cache與主存的資料交換是以塊（cache line）為單位的。
為了把資訊放到cache中，必須應用某種函式把主存位址定位到cache中，這稱為位址對映。
---- 在資訊按這種對映關係裝入cache後，cpu執行程式時，會將程式中的主存位址變換成cache位址，這個變換過程叫做位址變換。
cache的位址對映方式有直接對映、全相聯對映、組相聯對映。
假設某台計算機主存容量為1mb，被分為2048塊，每個block為512b；cache容量為8kb，被分為16塊，每塊也是512b。
下面以此為例介紹三種基本的位址對映方法。
1. 直接對映
---- 乙個記憶體位址能被對映到的cache line是固定的。就如每個人的停車位是固定分配好的，可以直接找到。
缺點是：因為人多車位少，很可能幾個人爭用同乙個車位，導致cache淘汰換出頻繁，需要頻繁的從主存讀取資料到cache，這個代價也較高。
直接對映的cache組織如圖（1）所示。主存中的乙個塊只能對映到cache的某一特定塊中去。例如，
主存的第0塊、第16塊、第32塊、第48塊、……、第2032塊等128塊，只能對映到cache的第0塊；
主存的第1塊、第17塊、第33塊、第49塊、……、第2033塊等128塊，只能對映到cache的第1塊；
以此類推，主存的第15塊、第31塊、第47塊、……、第2047塊等128塊，只能對映到cache的第15塊中。
對映完畢，cache總共有0～15即16塊，主存中的每128（2048/16）塊，只能對映到cache中的某乙個塊中。
即對映規則為cache line index = （主存（page）的line數）%（cache中 cache line的總數）
主存的line數是0～2047，cache中cache line的總數是16.
圖（1）
直接對映是最簡單的位址對映方式，它的硬體簡單，成本低，位址變換速度快，而且不涉及替換演算法問題。
但是這種方式不夠靈活，cache的儲存空間得不到充分利用，每個主存塊只有乙個固定位置可存放，容易產生衝突，使cache效率下降，因此只適合大容量cache採用。
例如，如果乙個程式需要重複引用主存中第0塊與第16塊，最好將主存第0塊與第16塊同時複製到cache中，但由於它們都只能複製到cache的第0塊中去；
即使cache中別的儲存空間空著也不能占用，因此這兩個塊會不斷地交替裝入cache中，導致命中率降低。
2. 全相聯對映
就像停車位可以大家隨便停一樣，停的時候簡單，找車的時候需要乙個乙個停車位的找了。
圖（2）是全相聯對映的cache組織，主存中任何一塊都可以對映到cache中的任何一塊位置上。
圖（2）
全相聯對映方式比較靈活，主存的各塊可以對映到cache的任一塊中，cache的利用率高，塊衝突概率低，只要淘汰cache中的某一塊，即可調入主存的任一塊。
但是，由於cache比較電路的設計和實現比較困難，這種方式只適合於小容量cache採用。
需要儲存tag來區分，tag可以理解為主存塊的index，方便查詢。
3. 組相聯對映
---- 組相聯對映實際上是直接對映和全相聯對映的折中方案，其組織結構如圖（3）所示。
主存和cache都分組，主存中乙個組內的塊數與cache中的分組數相同，組間採用直接對映，組內採用全相聯對映。
也就是說，將cache分成2^u組，每組包含2^v塊，主存塊存放到哪個組是固定的，至於存到該組哪一塊則是靈活的。
即主存的某塊只能對映到cache的特定組中的任意一塊。主存的某塊b與cache的組k之間滿足以下關係：k=b%(2^u).
例如，cache分為8組(u=3)，每組2塊(v=1)，主存分為128個區，每個區16塊。
下面這個圖中間部分總共16塊，0~15，是從主存中取了和cache同樣大小的，16塊分為2組，0~7塊是第1組，8~15塊是第2組。
即將乙個區分為了2組；塊0對映到cache中的組1，塊1對映組1，以此類推，塊7對映組7；但是可以是組中的任一塊。
圖（3）
主存中的各塊與cache的組號之間有固定的對映關係，但可自由對映到對應cache組中的任何一塊。例如：
--主存的第0塊、第2^u塊、第2×(2^u)塊、…第255x(2^u)即255x8=2040塊等256塊均對映於cache的第0組，但可對映到其中的第0塊或第1塊；
--主存的第1塊、第2^u+1塊、第3^(2^u)+1塊、…第255x(2^u+1)即2041塊等均對映於cache的第2組，但可對映到cache第2組中的任意一塊；
--主存的第2塊、第2^u+2塊、第（2^u）x2+2塊、…第2042塊等均對映於cache的第3組，但可對映到cache第3組中的任意一塊；
--主存的第7塊、第2^u+7塊、第2^(u+1)+7塊、…第2047塊等均對映於cache的第8組，但可對映到cache第8組中的第14塊或第15塊。
常採用的組相聯結構cache，每組內有2、4、8、16塊，稱為2路、4路、8路、16路組相聯cache。
以上為2路組相聯cache。組相聯結構cache是前兩種方法的折中方案，適度兼顧二者的優點，盡量避免二者的缺點，因而得到普遍採用。
更正一下：有人說這個cache的組畫的不對，是cache分了2組，應該是組1和組2，組1裡有0-7，組2是8-15，和中間的那個一樣。
這麼畫是為了便於理解，把2路體現在了中間部分，而把可以放同乙個塊的放到了一組，看個人理解，但是對映的關係都是一樣的。
至於塊0和塊1在一組不太合邏輯，更正為下面的圖，有問題請指正。
例項分析：
1.容量為64塊的cache採用組相聯方式映像，字塊大小為128位元組，每4塊為一組，若主容量為4096塊，且以字編址，那麼主存位址為（19）位，主存區號為（6）位。
主存的每個分割槽/組大小與整個cache大小相等，故此主存需要分的區數為：4096/64=64，因為26＝64，因此需要6位來表示區號。每4塊為一組，故共有組數 64/4 = 16 ，因為24＝16，因此需要4位表示組號。每組4塊，故表示塊號需要2位。
主存區號的位數＝6
個人見解：cache有u組，每組有v塊，即u = 16，v = 4，cache大小：64塊×128b =8kb。
2.某 32 位計算機的 cache 容量為 16kb，cache 塊的大小為 16b，若主存與 cache 的位址對映採用直接對映方式，則主存位址為 1234e8f8（十六進製制）的單元裝入的 cache 位址為__c__。
a. 00 0100 0100 1101 (二進位制)
b. 01 0010 0011 0100 (二進位制)
c. 10 1000 1111 1000 (二進位制)
d. 11 0100 1110 1000 (二進位制)
解：cache大小為16kb，塊大小為16b，所以cache被分成16kb/16b=1024塊，因210＝1024故需要10位來表示塊數。
24＝16故塊內位址需要4位來表示。所以cache的位址線位置為14位。
由於採用直接映像的方式，所以主存的後14位就是要裝入的到cache中的位置。故選 c.
主存到Cache直接對映 全相聯對映和組相聯對映
cache的容量很小，它儲存的內容只是主存內容的乙個子集，且cache與主存的資料交換是以塊為單位的。為了把資訊放到cache中，必須應用某種函式把主存位址定位到cache中，這稱為位址對映。在資訊按這種對映關係裝入cache後，cpu執行程式時，會將程式中的主存位址變換成cache位址，這個變換過...
主存cache的位址對映
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Cache和主存位址對映關係
cache的位址映像方式中，發生塊衝突次數最小的是 a 全相聯映像 b 組相聯映像 c 直接映像 d 無法確定的 全相聯映像塊衝突最小，其次為組相聯映像，直接映像塊衝突最大。容量為64塊的cache採用組相聯方式映像，字塊大小為128位元組，每4塊為一組，若主容量為4096塊，且以字編址，那麼主存位...