সেট-অ্যাসোসিয়েটিভ ও ফুলি-অ্যাসোসিয়েটিভ ক্যাশ

TOTAL_LINES = 8
WAYS = 2
NUM_SETS = TOTAL_LINES // WAYS  # = 4

class NWaySetAssociativeCache:
    def __init__(self, num_sets, ways):
        self.num_sets = num_sets
        self.ways = ways
        # প্রতিটি সেট হলো N-টা {valid, tag} স্লটের একটি লিস্ট
        self.sets = [[{"valid": False, "tag": None} for _ in range(ways)] for _ in range(num_sets)]

    def access(self, address):
        set_index = address % self.num_sets
        tag = address // self.num_sets
        current_set = self.sets[set_index]

        for slot in current_set:
            if slot["valid"] and slot["tag"] == tag:
                return set_index, tag, "HIT"

        # মিস -- এই সেটের প্রথম ফাঁকা (invalid) স্লটে বসাও
        for slot in current_set:
            if not slot["valid"]:
                slot["valid"] = True
                slot["tag"] = tag
                return set_index, tag, "MISS"

        # সব স্লট ভর্তি হলে সরল নিয়মে প্রথম স্লটটি প্রতিস্থাপন করো (L40-এ real replacement policy আসবে)
        current_set[0]["tag"] = tag
        return set_index, tag, "MISS"

cache = NWaySetAssociativeCache(NUM_SETS, WAYS)

# L38-এর ঠিক একই conflict address sequence -- মোট লাইন সংখ্যা একই (৮টি), শুধু organization পাল্টেছে
conflict_sequence = [3, 11, 3, 11, 3, 11]

print(f"২-way set-associative cache -- {NUM_SETS}টি সেট, প্রতি সেটে {WAYS}টি লাইন (মোট {TOTAL_LINES}টি লাইন, L38-এর সমান)")
print()
print("address | set | tag | ফলাফল")
print("-" * 32)
results = []
for addr in conflict_sequence:
    set_index, tag, result = cache.access(addr)
    results.append(result)
    print(f"{addr:>7} | {set_index:>3} | {tag:>3} | {result}")

miss_count = results.count("MISS")
hit_count = results.count("HIT")
print()
print(f"মোট {len(conflict_sequence)} বার অ্যাক্সেসে {miss_count} বার MISS, {hit_count} বার HIT।")
print("L38-এ একই sequence-এ ৬/৬ MISS হয়েছিল -- এখানে দুটি address একই সেটে গেলেও")
print("সেটের ভেতরে ২টি ওয়ে থাকায় দুজনেই সহাবস্থান করতে পারছে -- প্রথমবারের পর সবই HIT।")