計算機組成原理第三章存儲系統(tǒng)（四）課件-預覽頁
【正文】 、全相聯(lián)映射方式的地址變換 （ 1）全相聯(lián)映射方式下的主存地址與 cache地址形式 主存地址 —— 主存塊號 +塊內(nèi)地址； Cache地址形式 —— cache塊號 +塊內(nèi)地址。 ?映射的規(guī)則是：主存各區(qū)中相同序號的塊只能映射到 cache中相應(yīng)序號的塊中。 ?組內(nèi)各塊采用全相聯(lián)映射 ：一個組內(nèi)各個塊可映射到 cache中對應(yīng)組中的任一塊的位置。 塊表 ● ● 用 CAM 構(gòu)成 作業(yè)： 請比較全相聯(lián)與組相聯(lián)地址變換中的 目錄表 與 塊表 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 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 … … ? 組相聯(lián)映射的特點： ?避免了全相聯(lián)方式分配頁面（塊）時的大量計算，也減少了直接映射方式下塊的沖突。試設(shè)計主存地址格式（設(shè)該機為字節(jié)尋址方式）。其中分區(qū)個數(shù)： ? 1MB/512字 =1MB/2KB=29個分區(qū) 區(qū)號 區(qū)內(nèi)塊號 塊內(nèi)地址 直接映射方式下主存的地址格式為： Cache的地址格式為： 塊號 塊內(nèi)地址 由上可知區(qū)號始終為 9位； 19 0 10 0 19 11 （ 1） Cache塊長為 1字，每區(qū)有 512塊，塊號 9位； 1 0 （ 2） Cache塊長為 8字，每區(qū)有 64塊，塊號 6位； 10 2 1 0 10 5 4 0 10 5 4 0 區(qū)號 區(qū)內(nèi)塊號 塊內(nèi)字地址 字節(jié)地址 10 2 ? 替換策略 ?替換：主存 — cache地址變換中一旦發(fā)生不命中，即需將主存中一個新的塊調(diào)入 cache；而一般情況此時 cache中相應(yīng)位置的塊中已經(jīng)裝滿數(shù)據(jù)，需找出一個不常用的塊將其放入主存或丟棄，空出來的 cache位置放新調(diào)入的塊，此為替換。 14略，有興趣可參 7做此題。 ?二者優(yōu)缺點比較。但是，實質(zhì)上 CPU仍只能執(zhí)行調(diào)入主存的程序，所以稱這種存儲體系為虛擬存儲器。 三、虛擬存儲器與 cache存儲器比較認識 ?是兩個不同層次的存儲體系。 ? EX：主存容量 64K，地址 16位，一頁長 2K字節(jié)，共 32頁。 ?例：程序 A有 4個虛頁，其頁表及虛、實空間定位如下： 0虛頁 裝 入 位 修 改 位 替換 控制 位 其 他 實頁號 1 3 8 4 0頁 程 序 A 虛存空間 1頁 3頁 4頁 8頁 實存空間 頁表區(qū)中程序 A的頁表 1 虛頁 2虛頁 3虛頁 1頁 2頁 3頁 三、虛 — 實地址變換：程序開始運行時，操作系統(tǒng)的存管軟件把該程序的頁表起始地址置入頁表基地址寄存器。 ?所以虛頁號占 3012=18位，即共有 256K個虛頁，頁表長度也即頁表項有 256K個。虛存本質(zhì)上是這樣一種技術(shù)：在主 — 輔結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，利用管理技術(shù)將實際存在的容量較小的主存虛構(gòu)（模擬）成（讓用戶感覺有）一個容量相當大的存儲空間，使之能運行大于主存容量的程序。 ?D、 cache的功能全由硬件實現(xiàn)。
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