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當用虛地址訪問主存時，機器自動地把它經輔助軟件、硬件變換成主存實地址。查看這個地址所對應的單元內容是否已經裝入主存，如果在主存就進行訪問，如果不在主存內就經輔助軟件、硬件把它所在的那塊程序和數據由輔存調入主存，而后進行訪問。這些操作都不必由程序員來安排，也就是說，對應用程員員是透明的。 主-輔存層次解決了存儲器大容量要求和低成本之間的矛盾。 在速度方面，計算機的主存和CPU直保持了大約一個數量級的差距。顯然這個差距限制了CPU速度潛力的發揮。為了彌合這個差距，僅采用一種工藝的單一存儲器是行不通的，必須進一步從計算機系統結構和組織上去研究。設置高速緩沖存儲器（Cache）是解決存取速度的重要方法。在CPU和主存中間設置高速緩沖存儲器，構成高速緩存（Cache）-主存層次，要求Cache在速度上能跟得上CPU的要求。Cache-主存間的地址映象和調度吸取了比它較早出現的主-輔存存儲層次的技術，不同的是因其速度要求高，不是由軟、硬件結合而完全由硬件來實現，如圖所示。
地址映象是指某一數據在內存中的地址與在緩沖中的地址，兩者之間的對應關系。下面介紹三種地址映象的方式。
 
1.全相聯方式
 
地址映象規則：主存的任意一塊可以映象到Cache中的任意一塊
 
(1) 主存與緩存分成相同大小的數據塊。
 
(2) 主存的某一數據塊可以裝入緩存的任意一塊空間中。如果Cache的塊數為Cb，主存的塊數為Mb，則映象關系共有Cb×Mb種。
 
目錄表存放在相關（聯）存儲器中，其中包括三部分：數據塊在主存的塊地址、存入緩存后的塊地址、及有效位（也稱裝入位）。由于是全相聯方式，因此，目錄表的容量應當與緩存的塊數相同。
 
優點：命中率比較高，Cache存儲空間利用率高。
缺點：訪問相關存儲器時，每次都要與全部內容比較，速度低，成本高，因而應用少。
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