一、通用的高速缓存存储器组织结构
首先让我们了解一下基本结构、
考虑一个计算机系统，其中每个存储器地址有m位，形成M=2^m个不同的地址。
·高速缓存被组织成一个有S=2^s个高速缓存组的数组。（即一共有S个组）
·每个组包含E个高速缓存行。（即一组里有E行）
·每一行是包括一个B=2^b字节的数据块(block)（又称偏移位）,一个有效位(valid bit)指明这个行是否包含有意义的信息（即判断是否命中），还有t=m-(b+s)个标记为(tag bit),他们唯一地标识存储在这个高速缓存行中的块。
对于任意一个地址来说，我们可以把地址拆分成以下形式
· 高速缓存的大小(或容量)C指的是所有块的大小的和，标记位和有效位不包括在此内，
几个比较重要的公式
| 内存地址的最大数量 | |
| 组索引位 | |
| 块偏移量 | |
| 标记位数量 | |
| 容量 |
我们可以做一个简单的练习
| 高速缓存 | m | C | B | E | S | t | s | b |
| 1 | 32 | 1024 | 4 | 1 | 1024÷4÷1=256 | 32-8-2=22 | 8 | 2 |
| 2 | 32 | 1024 | 8 | 4 | 32 | 24 | 5 | 3 |
二、直接映射高速缓存
每个组只有一行（E=1)的高速缓存成为直接映射高速缓存
我们来简单看一下，一个值怎样判断他的t、s、b位
接下来我们来做一个练习
假设 M=16Bytes, S=4 , E=1, B=2 ,将以下数值读入高速缓存时是一种什么情况？
首先，由以上条件可以知道 m=4，s=2, b=1 , 可以得知地址address of word为
然后将0，1，7，8，0转换为二进制
1、 “0”，s为00，所以要把它放进第0组。可是我们发现，此时高速缓存中第0组为空，所以此时并没有命中。再看b=0，说明偏移量为0，因为B=2，所以我们可以放两个字节进去，即M[0-1]
.2、接着我们看“1”，s为00，所以我们要把他放进第0组，此时第0组已经存有值，并且tag相吻合，可以直接读到M[1],此时命中
3、“7” ，s为11，所以我们要把他放进第3组，此时第3组为空，所以没有命中。因B=2，放两个字节，即M[6-7]
4、“8” ，s为00，所以我们要把它放进第0组，可这是可以发现，“8”的t，即表示为时1，与0组标识为不相符，所以也没有命中。
接下来，我们就要把第0组原有的值踢走，换进新的值。
5、“0”，s为00，所以我们要把他放进第0组，与上一组一样，二者的标识为并不相符，所以我们继续踢走原有的值，放入新的值
二、组相联高速缓存
直接映射E=1，而组相联告诉缓存放宽了这个限制，E可以>1,我们通常称之为E路组相联高速缓存
假设 M=16Bytes, S=2 , E=2, B=2 ,将以下数值读入高速缓存时是一种什么情况？
1、“0”，s为0，所以我们将他们放在第0组，优先考虑放入第一行，偏移量为0，即放入M[0-1]，没有命中
2、“1”，s为0，所以放到第0组，这是我们发现二者标志位相吻合，所以命中
3、“7“，s为1，所以我们放到第1组，偏移量为1，没有命中。可以放入的值可以稍稍计算，偏移为可以取0或1.当b=0时，放入的值为0110，即6；当b=1时，值为0111，即7，所以放入的是M[6-7]。之后的同理
4、”8“，s为0，所以放到第0组，第一行标志位位00，所以不吻合，我们将其放入第二行，没有命中。
5、”0“，s为0，所以放到第0组，第一行标识位与t相吻合，所以命中
