老樣子，在正式開始介紹「高速緩衝儲存器」之前，我們先來了解一下其相關的資訊。
這種結構進一步的驗證了儲存器的層次結構——高速緩衝儲存器位於暫存器之下的特點。好了，說了這麼多，那讓我們來看看高速緩衝儲存器的工作原理吧！
實際上，cache的工作原理非常簡單，就是利用了對映的方式來獲取主存資訊。
我們知道，主存的位址範圍是2^n（即2^n個字），而每個字都有乙個n位的位址。（不明白的可以翻翻這個系列的前幾篇文章）。所謂對映，就是兩個元素之間的對應關係。而我們很清楚，主存的容量肯定是遠遠大於高速緩衝儲存器的。所以，這種對映必然是一對多的關係，某部分高速緩衝儲存器中的內容對應著主存中的的吧部分內容。
為了實現上面所說的對映，我們需要對主存和快取進行塊的劃分，使這些「字塊」實現一對多的對映關係。簡略圖如下：
可以看見，我們將主存和快取劃分成了乙個又乙個的字塊，從而實現對映關係。
cpu想要處理資訊，首先就是看快取（高速緩衝儲存器）中是否存在資訊，如果存在，那麼好，就從快取中讀入乙個字（乙個字塊可能包括多個字）；如果快取中沒有資料，那麼就會根據這種對映關係，將主存中的資料乙個字塊乙個字塊地對映到相應的位置，然後再由cpu進行讀取即可。
這裡有乙個名詞，叫做快取命中和快取不命中。上面說的兩種情況中的第一種就是快取命中，而後一種就是快取不命中。命中率是衡量快取的效率的。命中率越高，效率越好。命中率=快取命中/（快取命中+快取不命中）。
上面說的例子，可以理解為對映中的第一種方式——直接相連對映。下面我們就來詳細的了解一下對映方式。
下圖給出了直接對映的示意圖：
直接相連對映可以說是一種最簡單的方法，為什麼這樣說呢，因為他的邏輯最為清晰、也是最好理解的一種對映方式。
你可能會說，這麼複雜的乙個圖你跟我說這是最簡單的方法，你怕不是個傻子吧！不要急，聽我慢慢說。
首先，先看cache，cache被分成了2^c 塊，而主存則被分成了n*2^c, n就是n組，從圖中的連線線可以很直觀的看出，主存中的字塊0~2^c-1 塊對應著cache中的0~2^c-1 塊。而主存中的2^c 塊則是對應著cache中的第0塊，依次類推。即主存中的每一組字塊對應著cache中的相應字塊。
好了，對應關係說完了，我們來解釋一下圖中的其他內容。
首先說標記，標記代表的意義就是當前cache字塊中的資料是否有效。可以這樣想，我們之前講了快取命中和快取不命中，當cpu向快取推送位址，說「我想拿到cache中字塊0上的資料」，那麼好，cache首先要看看字塊0上的標記位是否為1，如果是1，就把這個資料給cpu，這就叫快取命中；如果標記位為0，則說明此時cache上的資料無效，則不推送，這就叫做快取不命中。你可能會這樣想：cache上的資料不都是從主存上拿到的嗎，為什麼還會有無效的時候呢？這樣的例子不少，比如說cache剛通電的那一瞬間，這時候cache上面是沒有資料的，標記位的0就起了很大作用。如果發現是0的話，接著主存會向cache推送資料的，這一點不必擔心。看到這，我相信你肯定也知道比較器是個什麼玩意了。
如果說直接相連對映是最簡單的方法的話，那麼全相連對映就是一種最粗暴的對映方式。還是先看圖：
我相信你此時一定知道我為啥說這是一種相當粗暴的對映方式了，沒錯，看到那交錯縱橫的線，一開始我是拒絕的，這貨太暴力了。
標記位自然是不用說，主要是這貨的主存不分組，主存中的任何乙個字塊都可以對映到cache中的任何乙個字塊，所以看起來十分的凌亂。但是還是有好處的，你看直接對映，比如說主存還是分成n組，也就是說cache中的每乙個字塊都有n個主存中的字塊對應，且主存中的字塊只能對應cache中的乙個字塊。所以說，如果cache中的資料沒有失效的時候，主存中的其他的n-1個字塊都是需要等待的。
但是全相聯對映不同——主存中的字塊可以對應任何乙個cache中的字塊，也就是說，如果主存想要向cache推送資料，只需要挑乙個失效的地方，將原有資料覆蓋即可。
這種方式比較混亂，電路可能會很複雜，同時又會造成較高的成本。
計算機組成原理很有意思，你會發現，在計算機結構的設計方案中，一般都是這樣的：有一種比較簡單的方案，但是效率並不怎麼好，然後有一種效率很好的方案但是可能過於複雜，接著就會出現第三種方案，一般這種方案都是以上二者的折中。在有效的消除了二者的缺點的同時，又極大的利用了二者的優點，不得不感嘆這些科學家的聰明才智。
首先說對應方式，組相聯的對映方式和直接相連的對映方式相同，都是主存中的每一組字塊中的每乙個字塊對應著cache中的乙個相應字塊，但是有不同之處在於，cache中的字塊分成了兩組，這種方式也叫做二路組相聯。
其次說下這種連線方式的優點：可以看到，在二路組相聯中，除非是cache中每塊的兩組字塊都被占用了，否則不存在衝突的問題，這大大提高了效率，同時又沒有全相聯那種暴力的方式。
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