3.理解主存储器与CPU的连接原理；
主存通过数据总线、地址总线和控制总线与CPU连接；
数据总线的位数与工作频率的乘积正比于数据传输率；
地址总线的位数决定了可寻址的最大内存空间；
控制总线（读/写）指出总线周期的类型和本次输入/输出操作完成的时刻。
4.掌握Cache的功能、基本原理和命中率计算方法；
Cache存储阵列由高速存储器构成，用于存放主存信息副本，容量小于主存，编址方式、物理单元长度均与主存相同；
功能：提高存储器的平均访问速度，从而使存储器的速度和CPU的速度相匹配。
原理：程序访问的局部性；
命中率计算方法：CPU要访问的内容在Cache中的比率；Cache命中率一般高于85%
总命中次数为Nc，访问主存次数为Nm，CPU访问Cache的命中率为H：H=Nc/(Nc+Nm)
命中率与程序行为、Cache的容量、Cache的组织和地址映射方式、块的大小有关。
5.理解Cache的几种地址映射的原理和特点；
Cache中存放数据的部分称为数据Cache，存放指令的部分称为指令Cache，二者统称内容Cache；
Cache中有专门实现主存地址与Cache地址映像的机构，一般由相联存储器组成，其中记录主存内容存入Cache时两者地址对应关系的部件称为标识Cache；
替换策略实现机构是在Cache未命中又没有空闲空间是，按照某种替换算法，调出某一Cache块，然后从内存中装入所需的块；
直接映像方式：
任何一块主存块只能复制到某一固定的Cache块中；
当CPU访存时，给出20位主存地址，高14位是主存块号（高6位是主存区号，低8位是区内块号即Cache块号，用于实现与Cache间的地址映像与变换），低6位是块内的字节地址；
主存块在Cache中的位置固定，一个主存块只能对应一个Cache块，故标识Cache中只需存储每一个块所对应的主存区号；
访存时，以主存块号为地址定位到标识Cache的相应位置，将主存中的区号与标识Cache中的区号好比较，
若一样，则Cache命中，主存块号和块内地址变换为Cache块号和块内地址；
若不同，则表示所需块未装入Cache，此时需要将所需块从主存复制到Cache中并修改对应的标识Cache。
特点：硬件实现简单，地址变换速度快，主存块在Cache中位置固定，没有替换策略问题，块的冲突率高，Cache利用率降低。
全相联映像方式：
任意主存单元的数据或指令可以存放到Cache的任意单元中去；
进行地址变换时，主存地址被分为两部分，高14位为主存块号，低6位为块内地址。Cache标记也为14位，用于指示装入Cache对应块中的主存块号；
访存时，主存块号也Cache标记相联比较，
若一样，则表示被访主存块已装入Cache，根据Cache块号访问Cache；
若不同，则被访主存块未复制到Cache中，
若此时Cache中有空块，则从主存调入所需块并建立标记；
若Cache中无空块，则淘汰某一Cache块，再调入新快并修改Cache标记。
特点：空间利用率高，只有Cache中的块全部装满后才会出现块冲突，块冲突概率小，硬件逻辑复杂，价格高；
组相联映像方式：
将Cache进行分组，每组块数固定，主存按照Cache的块尺寸分割成若干块。主存中的任何一块只能存放到Cache中的某一固定组中，但存放在该组的哪一块是灵活的；
12位Cache地址分为3部分，6位组号，2位组内块号和6位块内地址；
20位主存地址高14位为块号（高8位作为标记存储在表示Cache中，低6位为所在的Cache组号），低6位为块内地址；
标识Cache中存放每块对应的Cache组内块号，便于地址映像机构形成Cache地址。组的映像是直接映像，主存块号的低6位可以直接作为Cache的组号，不用在表示Cache中指明；
访存时，地址先被分为两部分，14位块号（8位标记和6位Cache组号）和6位块内地址，根据主存地址中的组号查找表示Cache，在标识Cache中将对应组的4个标记与主存地址中的相联比较，
若一样，则Cache命中，将匹配块的Cache组内块号取出与主存地址中的组号和块内地址拼接得到访问内容的Cache地址；
若不同，则未命中，对主存进行访问，将主存中的块调入Cache，将主存地址中的标记写入标识Cache，改变地址映像关系；
Cache中组的大小为1，则组相联映像就变成直接映像。若Cache只有一个组，则组相联映像就变成全相联映像；
用多个相等比较器来代替相联访问，以加快查表的速度，这种组相联映像方式称为多路组相联，如：每组中有4块，就被称为四路组相联。
6.理解Cache的几种替换算法；理解Cache的写操作策略；
Cache刷新：Cache存放满了之后，必须要替换掉Cache一个块中的数据或指令，来存放新的数据或指令；
替换算法：
最近最久未使用算法LRU：将近一段时间内CPU最久未使用的数据替换掉；
最近最少使用算法LFU：让Cache控制器记录Cache中每块数据最近使用的次数，替换最近使用次数最少的数据块；
随机替换算法；
顺序替换算法；
先进先出替换算法FIFO；
Cache写策略：
写直达法：数据被同时写入主存和Cache中，保证了内存中的数据总是最新的，但是增加了CPU占用系统总线的时间；
写回法：CPU将最新的数据写入Cache中，不写入内存，仅当Cache要替换数据时才写入内存。Cache中增加了一位状态位，称为修改位。要替换数据时先查看修改位，
若修改位为0，则Cache中的数据未修改过可以直接舍弃；
若修改位为1，则Cache中的数据是新数据，需要写入内存，然后修改位清0。写回法必要时才更新内存的内容，减少CPU占用系统总线的时间。
