計(jì)算機(jī)組成原理第三章存儲(chǔ)系統(tǒng)（四）課件(文件)
【正文】 時(shí)原在主存 的區(qū)號(hào)、組 內(nèi)塊號(hào)及放 入 cache中的 組內(nèi)塊號(hào)。 ?例：一臺(tái)計(jì)算機(jī)的主存容量為 1MB，字長(zhǎng) 32位，直接映射的 Cache容量為 512字。 ?主存按 Cache大小分區(qū)。 ?常用替換算法 ?（均以硬件實(shí)現(xiàn)，以保證速度）： ? LFULeast Frequently Used ? LRULeast Recently Used ? FIFOFirst In First Out ?高 — 主層次及主 — 輔層次均有替換問(wèn)題。 ? 回寫(xiě)法、寫(xiě)回法（ Write Back）：命中時(shí)，只改寫(xiě) cache的內(nèi)容，而并不立即修改主存中相應(yīng)單元的內(nèi)容，只有在被改寫(xiě)過(guò)的塊將被替換出去時(shí)才一次寫(xiě)回主存。它將主存和輔存的物理空間統(tǒng)一編址，形成一個(gè)龐大的存儲(chǔ)空間，用戶可在其中自由編程，感到的不再是處處受主存容量限制的存儲(chǔ)系統(tǒng)。 ?虛 實(shí)地址的變換。 虛擬存儲(chǔ)器 虛擬存儲(chǔ)器的基本概念 ? 頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)器 ? —— 以頁(yè)為基本信息傳送單位的虛存 ?一、頁(yè)的劃分及頁(yè)式虛存的虛、實(shí)地址形式 ?將主存和虛存空間分成大小相等的頁(yè)，一頁(yè)為 512~幾 K字節(jié)。 ?頁(yè)表放在內(nèi)存固定區(qū)域，頁(yè)表項(xiàng)按虛頁(yè)號(hào)排列。 解： Nc=2420次， Nm=80次 ∴ h=Nc/（ Nc+Nm） =% Tc=40ns,Tm=240ns,r=Tm/Tc=6 ∴cache/ 主存系統(tǒng)效率為： e=1/(r+(1r)h)≈% 平均訪問(wèn)時(shí)間為：Ta=Tc/e=40ns/≈ ~126習(xí)題 已知 cache存儲(chǔ)周期 40ns，主存存儲(chǔ)周期200ns， cache/主存系統(tǒng)平均訪問(wèn)時(shí)間為 50ns，求 cache的命中率是多少？ 解： Tc=40ns， Tm=200ns， Ta=50ns Ta=hTc+（ 1h） Tm ∴Ta=hTc+Tm hTm=Tm（ TmTc） h ∴h= （ TmTa） /（ TmTc） =（ 20050） /（ 20040） =150/160=% ? 1主存容量為 4MB，虛存容量為 1GB，則虛擬地址和物理地址各為多少位？如頁(yè)面大小為 4KB，則頁(yè)表長(zhǎng)度是多少？ ?解：主存 4MB，實(shí)地址為 22位； ?虛存 1GB，虛地址為 30位； ?頁(yè)面大小 4KB，頁(yè)內(nèi)地址 12位。 ?1解答（續(xù)）： 所以，虛存必須是建立在主 — 輔結(jié)構(gòu)上，但一般的主 — 輔結(jié)構(gòu)并不就是虛存。 ?C、 cache與主存統(tǒng)一編址，即主存空間的某一部分屬于 cache。 ? C、存儲(chǔ)保護(hù)的目的是：在多用戶環(huán)境中，既要防止一個(gè)用戶程序出錯(cuò)而破壞系統(tǒng)軟件或其他用戶程序，又要防止一個(gè)用戶訪問(wèn)不是分配給他的主存區(qū)，以達(dá)到數(shù)據(jù)安全和保密的要求。 ? 1從下列有關(guān)存儲(chǔ)器的描述中，選擇出正確的答案： ? A、在虛擬存儲(chǔ)器中，外存和主存以相同的方式工作，因此允許程序員用比主存大得多的外存空間編程。 ?1從下列有關(guān)存儲(chǔ)器的描述中，選擇出正確的答案： ? A、多體交叉存儲(chǔ)主要解決擴(kuò)充容量問(wèn)題。 ? 1假設(shè)可供用戶程序使用的主存容量為200KB，而某用戶的程序和數(shù)據(jù)所占的主存容量超過(guò) 200KB，但小于邏輯地址所表示的范圍。變換過(guò)程： 頁(yè)表始地址 頁(yè)表基地址寄存器 虛頁(yè)號(hào) 頁(yè)內(nèi)地址 實(shí)頁(yè)號(hào) 變換后的實(shí)地址 頁(yè)表索引地址 內(nèi)存中的 頁(yè)表區(qū) 來(lái)自 CPU的虛地址 EX：已知頁(yè)式虛存中，某程序一條指令的虛地址是 0000 0111 11111 00000，該程序頁(yè)表起始地址為 0011，頁(yè)面大小為 1K，下列內(nèi)存單元末 4位狀態(tài)（實(shí)頁(yè)號(hào)）如下表： 指出該指令虛地址變換后的實(shí)地址。其地址空間圖及虛、實(shí)地址形式如下： ? EX：主存容量 64K，地址 16位，一頁(yè)長(zhǎng) 2K字節(jié)，共 32頁(yè)。 ?兩者在概念上有許多共同之處： 程序劃分為信息塊； 程序運(yùn)行時(shí)，信息塊自動(dòng)從慢速存儲(chǔ)器向快速存儲(chǔ)器調(diào)度； 塊的調(diào)出都采用一定的替換策略； 新塊的調(diào)入按一定的映射關(guān)系確定調(diào)入的位置。 虛擬存儲(chǔ)器 ? 虛擬存儲(chǔ)器的基本概念 ?二、虛地址和實(shí)地址（ VA： Virt
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