計算機組成原理第三章存儲系統(tǒng)（四）課件-全文預(yù)覽
【正文】 ual Address，PA： Physical Address） ?引入虛擬存儲器后用戶編程時使用的指令地址叫做虛地址（邏輯地址），該地址允許涉及的空間范圍叫做 虛存空間（邏輯空間） 。 ? 寫一次法 奔騰 PC機的 cache中， L1級數(shù)據(jù) cache采用的是寫一次法， L2級 cache采用的是寫回法。 Cache的寫操作策略 —— 如何保證 cache內(nèi)容與主存中 “ 原本 ” 內(nèi)容相一致（只有 “ 寫 ”操作才有的問題）。 ?替換算法：也叫替換策略。 ?（ 1） Cache塊長為 1字； ?（ 2） Cache塊長為 8字。提高了存儲體系的效率，因此使用廣泛。 ?組相聯(lián)映射的地址形式 —— ? MAR內(nèi)容即主存地址形式：區(qū)號 E+組號 G+組內(nèi)塊號 B+塊內(nèi)地址 W ? CAR內(nèi)容即 cache地址形式：組號 g+組內(nèi)塊號b+塊內(nèi)地址 w ?用 CAM構(gòu)成 “ 塊表 ” ， Cache中有幾組就有幾個塊表，每個塊表中的行數(shù)等于每組中塊的個數(shù)。 00塊 主存 cache MAR內(nèi)容即主存地址形式為： 區(qū)號 E+塊號 B+塊內(nèi)地址 W CAR內(nèi)容即 cache地址仍是： 塊號 b+塊內(nèi)地址 w 01塊 10塊 11 塊 000塊 001 塊 010 塊 011 塊 100 塊 101 塊 1 10 塊 111 塊 0區(qū) 1區(qū) 直接映射（ direct mapping） 直接 映射的地址變換 塊號 B 區(qū)號 E MAR 塊號 b 塊內(nèi)地址 w CAR 選擇信號 送 CPU 相等 不等 訪問主存 區(qū)號 E 數(shù)據(jù) D0 數(shù)據(jù) D1 數(shù)據(jù) Dw1 E D0 D1 Dw1 … … cache 塊內(nèi)地址 W 比較 1/w多路選擇器 … … 直接映射的特點： （ 1）硬件實現(xiàn)簡單，訪問速度較快； （ 2） Cache的空間利用率低，常有塊沖突，命中率也低。 用 CAM構(gòu)成 目錄表 ，該表由 Cb個字（等于cache的塊數(shù)）組成； Cb個字中，每一字由主存塊號 B、 cache塊號b構(gòu)成 （ 2）地址變換 由 MAR內(nèi)容即主存地址變換出 CAR內(nèi)容即cache地址的過程如下： 主 存 塊 號 B 塊內(nèi)地址 W Cache塊號 b 塊內(nèi)地址 w 主 存 塊 號 B Cache塊號 b B b ??? ??? 相聯(lián) 比較 命中 不命中 訪問主存 MAR CAR 目錄表： 共 Cb個字 全相聯(lián)映射的地址變換過程 用 CAM 構(gòu)成 ?全相聯(lián)映射的特點 ?（ 1）塊的沖突率最小， cache利用率高； ?（ 2）代價較高（ CAM），相聯(lián)比較的時間較長，影響 cache的速度。 ?主存 — cache地址變換：程序運行時，根據(jù)地址映射把主存地址即 MAR內(nèi)容變換成 cache地址即 CAR內(nèi)容。 塊的大小通常以在主存的一個讀 /寫周期中能訪問的數(shù)據(jù)長度為限，常為幾十字節(jié)。這種現(xiàn)象稱為 程序訪問的局部性 。所以程序運行時，尤其有循環(huán)程序段和子程序段時，在較短時間區(qū)間內(nèi)，常會對局部范圍的存儲器頻繁訪問，而此范圍之外的地址訪問甚少。 主存與 cache中塊的數(shù)目不同但塊的大小相等。 ?解： h=Nc/（ Nc+Nm） =1900/（ 1900+100）= ? r=tm/tc=250ns/50ns=5 ? e=1/[r+(1r)h]=1/[5+(15)]=% ? ta=tc/e=50ns/=60ns ?主存 — cache地址映射（ mapping）：把存放在主存中的程序按某種規(guī)則裝入 cache中，并依此建立主存地址與 cache地址的對應(yīng)關(guān)系。 00塊 000塊 主存 例：設(shè) cache塊數(shù) Cb=4，主存塊數(shù) Mb=8， 主存 — cache的全相聯(lián)映射關(guān)系如下： 01塊 10塊 1 1塊 001 塊 010 塊 011 塊 100塊 101 塊 110 塊 111 塊 cache ??? ??? ??? 2
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