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字块内地址的计算方法主要取决于存储单位、字块大小以及编址方式。以下是几种不同情况下的计算方法:
按字编址
如果存储单位是字,且块长为 `k` 字,则字块内地址就是 `k`。
按字节编址
如果存储单位是字节,每块有 `n` 个字,每个字 `k` 位,则字块内地址为 `m`,其中 `m = log2(n)`。
例如,如果每个字块有16个字,每个字32位,则字块内地址为 `log2(16) = 4` 位。
组联缓存
如果缓存是组联的,且分为 `r` 路,则缓存块内地址为 `m - r`。例如,四路缓存的块内地址为 `9 - 4 = 5` 位。
地址块位数
地址块的地址数取决于地址块的位数和使用的地址编码方式。对于二进制地址编码方式,地址数可以通过计算 `2` 的地址块位数次方得出。例如,8位地址块可以表示 $2^8 = 256$ 个地址。
对于十六进制地址编码方式,地址数可以通过计算 `16` 的地址块位数次方得出。例如,2位地址块可以表示 $16^2 = 256$ 个地址。
具体例子
假设主存容量为512KB,Cache容量为4KB,每个字块为16个字,每个字32位:
主存容量为 $2^{20}$ 字节。
Cache容量为 $2^{14}$ 字节。
每个字块大小为 $2^9$ 字节。
字块数量 = 主存容量 / 字块大小 = $2^{20} / 2^9 = 2^{11}$。
字块内地址位数 = $log2(2^{11}) = 11$ 位。
因此,字块内地址为11位。
总结
字块内地址的计算方法主要根据存储单位、字块大小和编址方式来确定。按字编址时,字块内地址等于块长;按字节编址时,字块内地址等于字块大小的对数(以2为底);对于组联缓存,字块内地址还需减去组数。通过这些方法,可以准确地计算出字块内地址的位数。