四路组相联映射Cache组织方式的设计与分析

由于Cache容量为16KB，每块8个字，每个字32位，所以Cache共有16KB/(84B)=512组。每组包含4个字块，所以每个组的大小为44B=16B。因此，Cache中每个字块的地址应该为tag(主存地址中剩余的位数)-2bits(组号)-4bits(块内地址)，即tag=32-2-4=26bits，组号为2bits，块内地址为4bits。
CPU从主存第0号单元开始连续访问100个字，即从主存地址0x00000000开始，访问到0x000003F8。由于组相联映射的Cache组织方式，每个组中有4个字块，所以主存地址中的块内地址可以直接映射到Cache中。主存地址的前20位可以用于确定组号，剩下的12位可以用于tag。具体来说，主存地址的前20位可以分为3个部分：标记位(tag)、组号(index)和块内地址(offset)。因为组相联映射的Cache组织方式中，每个组中有4个字块，所以组号应该占用2个比特位。因此，主存地址中的前20位可以这样划分：

| tag(12 bits) | index(2 bits) | offset(6 bits) |

对于每个访问的主存地址，先将其划分为tag、index和offset，然后在对应的组中查找是否有对应的tag。如果有，则说明命中，Cache中对应的字块就是需要的数据；如果没有，则说明缺失，需要从主存中读取对应的字块，并将其存入Cache中，然后再次访问该地址即可。

具体的存储访问过程如下：

第1次访问：主存地址0x00000000，tag=0x000，index=0x00，offset=0x000。Cache为空，缺失，需要从主存中读取并存入Cache中。命中率=0/1=0。

第2次访问：主存地址0x00000004，tag=0x000，index=0x00，offset=0x004。Cache为空，缺失，需要从主存中读取并存入Cache中。命中率=0/2=0。

第3次访问：主存地址0x00000008，tag=0x000，index=0x00，offset=0x008。Cache为空，缺失，需要从主存中读取并存入Cache中。命中率=0/3=0。

第4次访问：主存地址0x0000000C，tag=0x000，index=0x00，offset=0x00C。Cache为空，缺失，需要从主存中读取并存入Cache中。命中率=0/4=0。

第5次访问：主存地址0x00000010，tag=0x000，index=0x01，offset=0x000。Cache为空，缺失，需要从主存中读取并存入Cache中。命中率=0/5=0。

第6次访问：主存地址0x00000014，tag=0x000，index=0x01，offset=0x004。Cache为空，缺失，需要从主存中读取并存入Cache中。命中率=0/6=0。

第7次访问：主存地址0x00000018，tag=0x000，index=0x01，offset=0x008。Cache为空，缺失，需要从主存中读取并存入Cache中。命中率=0/7=0。

第8次访问：主存地址0x0000001C，tag=0x000，index=0x01，offset=0x00C。Cache为空，缺失，需要从主存中读取并存入Cache中。命中率=0/8=0。

第9次访问：主存地址0x00000000，tag=0x000，index=0x00，offset=0x000。Cache中有对应的tag，命中，命中率=1/9=0.111。

第10次访问：主存地址0x00000004，tag=0x000，index=0x00，offset=0x004。Cache中有对应的tag，命中，命中率=2/10=0.2。

第11次访问：主存地址0x00000008，tag=0x000，index=0x00，offset=0x008。Cache中有对应的tag，命中，命中率=3/11=0.273。

第12次访问：主存地址0x0000000C，tag=0x000，index=0x00，offset=0x00C。Cache中有对应的tag，命中，命中率=4/12=0.333。

第13次访问：主存地址0x00000010，tag=0x000，index=0x01，offset=0x000。Cache中有对应的tag，命中，命中率=5/13=0.385。

第14次访问：主存地址0x00000014，tag=0x000，index=0x01，offset=0x004。Cache中有对应的tag，命中，命中率=6/14=0.429。

第15次访问：主存地址0x00000018，tag=0x000，index=0x01，offset=0x008。Cache中有对应的tag，命中，命中率=7/15=0.467。

第16次访问：主存地址0x0000001C，tag=0x000，index=0x01，offset=0x00C。Cache中有对应的tag，命中，命中率=8/16=0.5。

因此，存储访问的命中率为0.5。

存储系统访问加速比=存储系统访问时间/Cache访问时间。假设主存访问时间为100ns，Cache访问时间为16.7ns（即主存速度的6倍），则存储系统访问加速比为：

存储系统访问加速比 = (100ns * 100 * 8) / (16.7ns * 16 * 8) ≈ 298.2

其中，主存访问时间需要乘以1008是因为CPU总共访问了100个字，每个字需要访问8次。Cache访问时间需要乘以168是因为CPU总共访问了16个Cache块，每个块需要访问8个字。