交互演示（计算机组成原理）
本页承载存储器层次结构章的配套交互演示。章节正文的地址划分表可先手算，再回到本页输入地址逐步验证。
Cache 地址划分与映射
设定与章节算例一致：Cache 容量 8 KB、块 32 B、主存地址 16 位（可直接输入或点击示例地址 0x35c4a）。切换直接映射 / 2 路组相联，观察同一段地址二进制中"标记 | 行（组）号 | 块内偏移"三段宽度如何重新切分，以及行号与标记随之改变。
Cache 容量 8 KB · 块 32 B（地址共 16 位）
主存地址：
110101110001001010
| 主存块号 | 6882 | 地址右移 5 位 |
| Cache 行号 | 226 | 块号 mod 256（即取行号段 10111000） |
| 标记 tag | 26（3 位） | 块号除以 256，存于行/组内有效位旁用于比对 |
| 块内偏移 | 10 | 低 5 位（1001010） |
查找过程：按行号 226 定位唯一一行→ 比对标记 26 → 命中则用偏移 10 取字节；标记不匹配即缺页，整块换入
指令流水线时空图
预置 6 条 MIPS 风格指令，五段流水线（IF 取指 / ID 译码 / EX 执行 / MEM 访存 / WB 写回）。其中 I2（sub $t4,$t0,$s3）的源操作数 $t0 由 I1（add $t0,$s1,$s2）产生，构成 RAW 数据冒险。切换"无冒险 / 数据冒险（加气泡/暂停）"两种模式对照：单步推进时钟周期，时空图逐拍点亮、当前拍绿框高亮；数据冒险模式下（无转发、寄存器堆同拍"前半写后半读"口径）I2 在 EX 前插入 2 个气泡滞留 ID，其后指令逐级顺延滞留 IF。每步附当前拍发生了什么，底部静态计算总时间、吞吐率、加速比，可直接与 中央处理器 章 5.3~5.5 节的公式与算例对照。
6 条指令 · 五段流水线 · I2 依赖 I1 的 $t0（RAW，无转发口径停 2 拍）
| 指令 \ 时钟 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| I1 add $t0,$s1,$s2 | IF | ID | EX | MEM | WB | · | · | · | · | · |
| I2 sub $t4,$t0,$s3 | · | IF | ID | EX | MEM | WB | · | · | · | · |
| I3 and $t5,$s1,$s6 | · | · | IF | ID | EX | MEM | WB | · | · | · |
| I4 or $t6,$s7,$s0 | · | · | · | IF | ID | EX | MEM | WB | · | · |
| I5 xor $t7,$s1,$s4 | · | · | · | · | IF | ID | EX | MEM | WB | · |
| I6 addi $t8,$s2,10 | · | · | · | · | · | IF | ID | EX | MEM | WB |
第 1 拍：I1 IF（取指）
第 1 / 10 拍 · 蓝=正常段 橙=气泡（滞留 ID） 灰=IF×（滞留 IF） 绿框=当前拍
性能（k=5 段、n=6 条、停顿 s=0 拍）：总时间 = k+n-1+s = 10 拍； 吞吐率 = n/T = 6/10 ≈ 0.60 条/拍；加速比 = nk/T = 30/10 = 3.00
使用建议
- 先按章节的地址划分表手算 0x35c4a 在直接映射下的行号与标记，再切换到本页同参数核对
- 切换 2 路组相联后观察：组号位数减少 1、标记位数增加 1——这正是"组相联用更长的标记换更灵活的放置"的直观体现
- 换一个地址（如 0xabcd0）重复两种映射的手算与验证，直到不需要工具也能直接写出三段划分
- 流水线演示先在"无冒险"模式走完 10 拍，再切"数据冒险"对比第 3~5 拍：I2 两次滞留 ID（气泡）、I3 起滞留 IF（IF×），体会"停顿向后传染"
- 对照底部性能行验证公式：无冒险 拍、加速比 ；插入 2 个气泡后 拍、加速比降到 ——停顿 直接进分母
更多交互动画（中断处理流程、DMA 三种传输方式）将陆续加入本页。