一、全相連映像
主存中任何一個塊均可以映像裝入到Cache中的任何一個塊的位置上。主存地址分為塊號和塊內地址兩部分，Cache地址也分為塊號和塊內地址。Cache的塊內地址部分直接取自主存地址的塊內地址段。主存塊號和Cache塊號不相同，Cache塊號根據主存塊號從塊表中查找。Cache保存的各數據塊互不相關，Cache必須對每個塊和塊自身的地址加以存儲。當請求數據時，Cache控制器要把請求地址同所有的地址加以比較，進行確認。
特點：靈活，塊沖突率低，只有在Cache中的塊全部裝滿后才會出現沖突，Cache利用率高。但地址變換機構復雜，地址變換速度慢，成本高。
公式：
主存地址位數＝塊號+塊內地址；
Cache地址位數＝塊號+塊內地址。
二、直接映像
把主存分成若干區，每區與Cache大小相同。區內分塊，主存每個區中塊的大小和Cache中塊的大小相等，主存中每個區包含的塊的個數與Cache中塊的個數相等。任意一個主存塊只能映像到Cache中唯一指定的塊中，即相同塊號的位置。主存地址分為三部分：區號、塊號和塊內地址，Cache地址分為：塊號和塊內地址。直接映像方式下，數據塊只能映像到Cache中唯一指定的位置，故不存在替換算法的問題。它不同於全相連Cache，地址僅需比較一次。
特點：地址變換簡單、速度快，可直接由主存地址提取出Cache地址。但不靈活，塊沖突率較高，Cache空間得不到充分利用。
公式：
主存地址位數＝區號+區內分塊號+塊內地址；
Cache地址位數＝塊號+塊內地址。
三、組相連映像
組相連映像是前兩種方式的折衷。主存按Cache容量分區，每個區分為若干組，每組包含若干塊。Cache也進行同樣的分組和分塊。主存中一個組內的塊數與Cache中一個組內的塊數相等。組間采用直接方式，組內采用全相連方式。組的容量＝1時，即直接映像，組的容量＝整個Cache的容量時，即全相連映像。Cache的存在對於程序員透明，Cache的地址變換和數據塊的替換算法都采用硬件實現。
公式：
主存地址位數＝區號+組號+主存塊號+塊內地址；
Cache地址位數＝組號+組內塊號+塊內地址。
四、主存地址和Cache地址的相關計算
＆主存地址的位數A由主存容量N決定
A＝log2N=區號位數＋塊號位數＋塊內地址位數
＆Cache地址的位數B由Cache容量H決定
B＝LOG2H＝塊號位數＋塊內地址位數
＆區號根據Cache容量划分，區號長度＝主存地址位數－Cache地址位數
＆主存的塊號和Cache塊號的長度相同，位數K取決於Cache中能容納的個數
J，K＝LOG2J
＆主存的塊內地址和Cache的塊內地址長度相同，位數M取決於塊的容量 Q ， M＝LOG2Q
例題解析：
例一、容量為64塊的Cache采用組相聯方式映像，字塊大小為128字節，每4塊為一組，若主容量為4096塊，且以字編址，那么主存地址為多少位，主存區號為多少位？
方法一：
分區數＝主存容量／Cache容量＝4096／64＝64；
區內分組數=64/4=16;
組內分塊數＝4塊／組；
塊內地址＝128字節；
所以根據公式：
主存地址位數＝6+4+2+7＝19；
主存區號＝6位；
方法二：
主存地址的位數A由主存容量N決定:
A＝log2N=區號位數＋塊號位數＋塊內地址位數
所以：
A＝LOG2N＝LOG2（4096*128）＝LOG2（2^12*2^7）＝LOG2（2^19）=19；
＆Cache地址的位數B由Cache容量H決定
B＝LOG2H＝塊號位數＋塊內地址位數
所以：
B＝LOG2（64*128）＝13.
區號的計算方法同上！
方法三：
主存地址＝主存塊地址+塊內地址＝12+7＝19；
主存區號地址＝主存塊地址-Cache塊地址＝12-6＝6.
例二、一個具有4KB直接相聯cache的32位微處理器，主存的容量為16MB，假定該cache的塊為4個32位的字。
（1）指出主存地址中區號、塊號和塊內地址的位數；
（2）求主存地址為ABCDEF（16進制）的單元在cache中的什么位置？
分析：
Cache容量：4KB
主存 容量 ：16MB
映像方式 ：直接映像；
把主存分成若干區，每區與Cache大小相同。區內分塊，主存每個區中塊的大小和Cache中塊的大小相等，主存中每個區包含的塊的個數與Cache中塊的個數相等。任意一個主存塊只能映像到Cache中唯一指定的塊中，即相同塊號的位置。主存地址分為三部分：區號、塊號和塊內地址，Cache地址分為：塊號和塊內地址。
主存地址位數＝區號+區內分塊號+塊內地址；
Cache地址位數＝塊號+塊內地址。
主存的區號：16M/4KB=2^12＝12位；
主存塊號 ：4KB/（4*32bit）＝2^8＝8位；
塊內地址 ：4*32bit ＝16Byte＝4個字（因為一個字為32bit）＝2^2字＝2位；
1)
主存容量為16MB=2^24個字節,1個32位字是由4個字節組成，所以主存字地址為22位.
CACHE容量為4KB=2^12個字節,同理,CACHE字地址為10位.
CACHE的塊為4個32位的字,所以塊內地址為2位
在直接映象中:
CACHE地址位=塊號位數+塊內地址位數==>塊號位數=CACHE地址位-塊風地址位=10-2=8
主存地址中的區號=主存地址位數-CACHE地址位數=22-10=12位
(2)
ABCDEF=1010 1011 1100 1101 1110 1111
該存儲單元在CACHE的位址為:
區號=1010 1011 1100 塊號=1101 1110 塊內地址=1111
在cache中的位置：塊號1101 1110 塊內地址1111
數據的存儲一般以"字"為單位進行。
但在計算機里我們保留對字節的尋址和編碼,不管是16位,還是32位,還是64位微處理器.象第二小題主存地址為ABCDEF（16進制）這是一個24位地址碼，而主存字地址為22位. 計算機只會按字進行操作，即它的傳輸運算，包括直接相連cache映象。 所以我們只管字，不管字節。
ABCDEF=1010 1011 1100 1101 1110 1111
在cache中的位置：塊號1101 1110 塊內地址11
注：后兩位為字節尋址，這里不用了。（ABCDEC,ABCDED,ABCDEE,ABCDEF這四個字節地址為同一字地址）在同一個CACHE塊內地址。