将512KB主存映射到1KB缓存作业题
Mapping 512KB main memory into 1KB cache homework question
如果我发错了，我很抱歉。如果我需要更改任何内容，请告诉我。
我已经收到我的计算机体系结构作业，但我错过了这道题。我教授的解释对我来说没有意义，我不同意他告诉我的，所以我在这里问问你们的看法。
这里是问题：
计算机使用 16 位内存地址。主内存为 512KB，缓存为 1KB，每个块 32B。给定以下每个映射函数，计算内存地址每个字段的位数。
以下是我如何解决问题的直接映射部分：
高速缓存：1KB (2^10)，16 位内存地址 (1 word = 2B) -> 1024B/2B = 512 words，每块 16 个字 (32B) -> 512/16 = 32 cache memory blocks。
主内存：512 KB (2^19)，16 位内存地址 (1 word = 2B) -> 524288B/2B = 256K words，每块 16 个字 (32B) -> 256K/16 = 16384 or 16K 个主内存块。
我对单词标签的理解是这样的：32B 每个块允许每个块 16 16-bit 个内存地址。这（我相信）支持：每个块中的 1 word = 16 bits = 2 B -> 32B/2B = 16 words。这等同于 2^4 = 4 bits 用于确定块中的哪个字，留下 12 bits 用于内存地址中的标记和块位。
现在，为了将 16K 个主内存块直接映射到 32 个缓存内存块，必须有 512 个主内存块映射到每个缓存内存块。所以每 1/32 个块 512/16K 个块。
这是我感到困惑的地方。这是否需要 9 标记位，如 2^9 = 512（主内存块可能映射到一个高速缓存内存块）？
对于指向缓存中特定块的块位，这需要 5 bits。 2^5 = 32，高速缓存中的块。
这需要内存地址中有18 bits。
这是我的教授对这个问题的回答：
2^5 = 32 -> 5字位
(1KB)/(32B) = 32 个块 -> 5 个块位
16 – 5 – 5 = 6 标记位
我没有意识到我可以简单地减去所需的块和字位来获得标记位。但这对我来说仍然没有意义。 2^6 = 64 blocks 每个缓存块。 64*32 给出 2048。我无法解决这个问题。有人可以帮忙吗？
好的，我学到的术语略有不同，但对于这个解释来说，原则应该是相同的。
所以缓存会有多个集合（有点像一个单元格）。并且每个集合将有 1 个缓存行（包含 1 个数据块）或多个缓存行（每个缓存行包含 1 个数据块）（直接映射或 n-关联映射）。
在将主存块映射到缓存中，主存地址（16位）分为3个字段：tag，index bits 和 偏移位 。一个内存单元是1个字节，一个块由几个单元组成
偏移位用于访问内存块的各个字节。将其视为块基地址顶部的偏移量以获取您想要的字节（我假设您的内存应该是 byte-addressable 而不是 word-addressable 因为它不会感觉访问 2B 字，因为这将是不灵活的）这里你的 prof/textbook 称它为字位。因此，如果一个块有 32 字节，则访问映射块中的各个单元需要 log2（块大小）= 5 位 。
索引位（在直接映射缓存中也称为块位，因为集合的数量与缓存中的块数相同）用于identify哪个set/cache line/ cache block表示主内存块映射到cache。缓存中有1KB/32B = 32个缓存块。 由于使用了直接映射，每个set只包含1个cache block，所以这个cache中会有32个set。因此，要访问缓存中的正确集合，需要 5 位，因此 index bits = 5 bits
Tag 是一个名称，用于确定缓存中的数据块是否是我们从主内存中查找的正确数据块。由于主存的地址是16位，我们已经知道索引和偏移字段，很容易推断出标签需要16 - 5 - 5 6位。我们如何确定标签并不是真正关心的问题，因为块大小和缓存大小（因此这里给出了缓存中的集合数）。
如果我发错了，我很抱歉。如果我需要更改任何内容，请告诉我。
我已经收到我的计算机体系结构作业，但我错过了这道题。我教授的解释对我来说没有意义，我不同意他告诉我的，所以我在这里问问你们的看法。
这里是问题：
计算机使用 16 位内存地址。主内存为 512KB，缓存为 1KB，每个块 32B。给定以下每个映射函数，计算内存地址每个字段的位数。
以下是我如何解决问题的直接映射部分：
高速缓存：1KB (2^10)，16 位内存地址 (1 word = 2B) -> 1024B/2B = 512 words，每块 16 个字 (32B) -> 512/16 = 32 cache memory blocks。
主内存：512 KB (2^19)，16 位内存地址 (1 word = 2B) -> 524288B/2B = 256K words，每块 16 个字 (32B) -> 256K/16 = 16384 or 16K 个主内存块。
我对单词标签的理解是这样的：32B 每个块允许每个块 16 16-bit 个内存地址。这（我相信）支持：每个块中的 1 word = 16 bits = 2 B -> 32B/2B = 16 words。这等同于 2^4 = 4 bits 用于确定块中的哪个字，留下 12 bits 用于内存地址中的标记和块位。
现在，为了将 16K 个主内存块直接映射到 32 个缓存内存块，必须有 512 个主内存块映射到每个缓存内存块。所以每 1/32 个块 512/16K 个块。
这是我感到困惑的地方。这是否需要 9 标记位，如 2^9 = 512（主内存块可能映射到一个高速缓存内存块）？
对于指向缓存中特定块的块位，这需要 5 bits。 2^5 = 32，高速缓存中的块。
这需要内存地址中有18 bits。
这是我的教授对这个问题的回答：
2^5 = 32 -> 5字位
(1KB)/(32B) = 32 个块 -> 5 个块位
16 – 5 – 5 = 6 标记位
我没有意识到我可以简单地减去所需的块和字位来获得标记位。但这对我来说仍然没有意义。 2^6 = 64 blocks 每个缓存块。 64*32 给出 2048。我无法解决这个问题。有人可以帮忙吗？
好的，我学到的术语略有不同，但对于这个解释来说，原则应该是相同的。
所以缓存会有多个集合（有点像一个单元格）。并且每个集合将有 1 个缓存行（包含 1 个数据块）或多个缓存行（每个缓存行包含 1 个数据块）（直接映射或 n-关联映射）。
在将主存块映射到缓存中，主存地址（16位）分为3个字段：tag，index bits 和 偏移位 。一个内存单元是1个字节，一个块由几个单元组成
偏移位用于访问内存块的各个字节。将其视为块基地址顶部的偏移量以获取您想要的字节（我假设您的内存应该是 byte-addressable 而不是 word-addressable 因为它不会感觉访问 2B 字，因为这将是不灵活的）这里你的 prof/textbook 称它为字位。因此，如果一个块有 32 字节，则访问映射块中的各个单元需要 log2（块大小）= 5 位 。
索引位（在直接映射缓存中也称为块位，因为集合的数量与缓存中的块数相同）用于identify哪个set/cache line/ cache block表示主内存块映射到cache。缓存中有1KB/32B = 32个缓存块。 由于使用了直接映射，每个set只包含1个cache block，所以这个cache中会有32个set。因此，要访问缓存中的正确集合，需要 5 位，因此 index bits = 5 bits
Tag 是一个名称，用于确定缓存中的数据块是否是我们从主内存中查找的正确数据块。由于主存的地址是16位，我们已经知道索引和偏移字段，很容易推断出标签需要16 - 5 - 5 6位。我们如何确定标签并不是真正关心的问题，因为块大小和缓存大小（因此这里给出了缓存中的集合数）。