計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)ppt課件(完整版)
【正文】 v nr虛地址實(shí)地址3）全相聯(lián)目錄表法 地址變換主 nVNV輔 映象規(guī)則示意圖 失效4096632 體號(hào) 首址 末址0 0 10231 1024 20472 2048 30713 3072 4095特點(diǎn)：編址容易，控制方便；時(shí)取出的字利用不一定充分的問(wèn)題。4K字（每字 32位）單體多字 ——012211247。 則 1nv： 實(shí)頁(yè)號(hào)4）存貯體系的兩個(gè)分支① 虛擬存貯器，為擴(kuò)充主存容量。此法不能使 C位 ↓ ，因而不可能提高性能價(jià)格比。引言一、存貯體系原理1905010字節(jié)多路 CH響應(yīng)處理時(shí)空?qǐng)D的繪制1）計(jì)算每個(gè)子 CH提供一個(gè)字節(jié)時(shí)間（ 1/f）2） 畫(huà)出一個(gè)完整申請(qǐng)周期時(shí)空?qǐng)D3）計(jì)算字節(jié)多路 CH對(duì)每個(gè)字節(jié)響應(yīng)的最長(zhǎng)用時(shí)CH的類(lèi)型CH的任務(wù)二、 CH流量計(jì)算和時(shí)空?qǐng)D繪制CH執(zhí)行 CH程序的過(guò)程 4通道（ CH）一、 CH的基本工作原理4待命的信息 ，將要使用的；Ⅱ ）用輔助機(jī)構(gòu)自動(dòng)定位，從而引出了虛擬存貯器。CPU 主存cache存貯體系中的輔助機(jī)構(gòu)功能1）地址映象功能：解決將 M2中的信息采用何種規(guī)則調(diào)入到 M1中（即調(diào)入規(guī)則問(wèn)題）。CPU—M1—M22） 地址變換功能：根據(jù)映象規(guī)則，如何將包括 M2在內(nèi)的大空間的地址變換為 CPU能直接訪問(wèn)的 M1中的地址（即地址變換問(wèn)題）。存貯器中的有關(guān)術(shù)語(yǔ)1）存貯器：凡是能存放信息的記憶裝置，稱(chēng)存貯器。1）容量 S： S2?? S1（ 有足夠的擴(kuò)充空間） 2）存取周期 tm： tm14nv實(shí)頁(yè)號(hào) 0設(shè) 則 上層 (22行 )511 211頁(yè) )2111總頁(yè)面單元數(shù)： 220+211+22定義：凡在一個(gè) 存取周期 之內(nèi)，能向 CPU提供多個(gè)字的存貯系統(tǒng)都可稱(chēng)為并行主存系統(tǒng)。2） 多體單字結(jié)構(gòu)利用增加獨(dú)立的存貯體數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，每個(gè)體內(nèi)的數(shù)據(jù)線(xiàn)未增加，但增加了控制復(fù)雜度和地址線(xiàn)數(shù)。3）多體多字結(jié)構(gòu)1）體內(nèi)連續(xù)編址（基本不用） 2）體內(nèi)斷續(xù)，體間連續(xù)（流水線(xiàn)技術(shù)在存貯器中的應(yīng)用）。 實(shí)地址 333220550失效78000 8191虛頁(yè)01234567存貯器的參數(shù)不足 :容量不足 =虛擬存貯器速度不足 =C主存體系存貯體系中的輔助機(jī)構(gòu)功能 :地址映象功能地址變換功能替換算法功能存貯器中的頁(yè)式管理 :頁(yè)式管理的地址變換 頁(yè)表層次的計(jì)算167。含義：對(duì)輔存中的任何一個(gè)頁(yè)面都可以放到主存中的任何一個(gè)頁(yè)面上的映象規(guī)則，稱(chēng)全相聯(lián)映象。3Ⅲ ）若設(shè)有相等的，不命中，等待調(diào)入。特點(diǎn)：1）產(chǎn)生頁(yè)面沖突的可能性極??；2）不能實(shí)現(xiàn)查表與訪存同時(shí)進(jìn)行，不利于訪問(wèn)速度提高。Nv′ ： 塊內(nèi)頁(yè)號(hào)32）產(chǎn)生頁(yè)面沖突的可能性極大（因無(wú)靈活的存放余地）。示意圖其中： Nd區(qū)號(hào)組號(hào)組內(nèi)頁(yè)號(hào) ——輔存3② 每行大字段數(shù)與組內(nèi)頁(yè)面數(shù)相等（本例 2個(gè)）。② 將虛地址中的 Nd、 s同時(shí)送各比較器與所選行中的 Nd、 s進(jìn)行比較。q′s′001當(dāng)把主存只分為一個(gè)段時(shí)，此時(shí)的段相聯(lián)也就是直接映象。1）要利于實(shí)現(xiàn)，某種算法其命中率很高，但它實(shí)現(xiàn) 3） LRU替換算法：近期最少使用（Least4） OPT優(yōu)化替換算法：是一種理想的算法，3）哪些替換算法屬于堆棧型算法① FIFO: 不屬于 ∵ B7(3) ? B7(4)② LRU: 屬于③ OPT: 屬于處于它之上的頁(yè)面同時(shí)向棧底挪動(dòng)一個(gè)單元 。4）用處 ① 當(dāng)采用存貯器堆棧時(shí)，用于主 輔存體系中； ② 當(dāng)采用寄存器堆棧時(shí)，用于 C主體系中。表示 C頁(yè)比 A頁(yè)更久未被使用①A 頁(yè)替換條件 ALKU=TAB * TAC5）用處：電路簡(jiǎn)單，速度快，在頁(yè)面數(shù)不多的167。 ① 從該頁(yè)表行中送出 nV； 7）當(dāng)主存頁(yè)面未滿(mǎn)時(shí)（主存有空頁(yè)），將輔存頁(yè)面經(jīng)8）當(dāng)主存已裝滿(mǎn)時(shí)，利用 LRU替換算法機(jī)構(gòu)算出調(diào)出注 ：通常主存中的頁(yè)面是輔存中某些頁(yè)面的副本，但當(dāng)它從輔存調(diào)到主存時(shí)，若有修改，且需保存修改，還應(yīng)先將被替換的頁(yè)面經(jīng) I/O通道調(diào)回到輔存保存，然后再調(diào)入。Su： 開(kāi)銷(xiāo)，包括所有頁(yè)表單元數(shù)及最后一頁(yè)未用完的零頭，通常用 1/2頁(yè)面容量 Sp表示。29+≈511/512二、 Cache— 主存體系1.tm： 訪問(wèn)主存的時(shí)間主存t 失 換出了不該換出的頁(yè)面 .虛頁(yè)號(hào)＝ └虛地址／頁(yè)面大小 ┘ 4， ? 2 2 2 2 ? 4 4 4 4下圖給出了采用 FIFO替換算法頁(yè)面裝入和替換過(guò)程。映象表用單體多字按地址訪問(wèn)存貯器構(gòu)成，已裝入內(nèi)容如下表所示。[分析 ]的內(nèi)容，所以主存的該頁(yè)不在 Cache中，發(fā)生 Cache塊失效，無(wú)物理Cache地址。S’=3,nr=0000S’=1,nr=(0333)4即： 3*1024+1*256+(333)4=3072+256+63=3391。 )4知： q＝ 2， 在映象表的第 2行中的最右面找到（命中）有 Nd＝ S＝ S’=3(2位 )根據(jù)題意，主存容量是 Cache容量的 4倍，區(qū)號(hào)Nd字段為 2位。各字段用四進(jìn)制編碼表示。 20 22 208 214 146 618 370 490 492 868 916 728H=6/12=0 0 0 0 0 1 0 1 1 2 2 1? 0 0 0 0 ? ? ? 1 ? 2 1由 (1)、 (2)、 (3)的結(jié)果可以看出，在分配給程序的實(shí)存容量一定 (400字 )的條件下，頁(yè)面容量 Sp過(guò)小時(shí)，命中率 H較低；頁(yè)面容量增大后，兩個(gè)地址在同頁(yè)內(nèi)的機(jī)會(huì)增大，使命中率 H有所上升，由于指令之間因遠(yuǎn)距離的跳
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