計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)ppt課件(編輯修改稿)
2025-05-30 07:08 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 60。NV輔 主 nV3地址變換1)地址表示2)全相聯(lián)頁表法。 與前面介紹的頁式管理中的地址變換過程相同。 Nv Nrnv nr虛地址實(shí)地址3）全相聯(lián)目錄表法要求用相聯(lián)存貯器作目錄表（相聯(lián)存貯器是一種 可按內(nèi)容的特征字段來訪問的一種存貯器）。① 目錄表的行數(shù)與 主存頁面數(shù)相等 （本例四行）。② 目錄表中每行的內(nèi)容：Ⅰ ） NV為相聯(lián)比較字段；Ⅱ ） nV為主存頁號（非相聯(lián)比較字段）。③ 地址變換過程Ⅰ ）將虛地址中的 NV送目錄表中去進(jìn)行相聯(lián)比較（一個 tm）。Ⅱ ） 當(dāng)有某個比較器比較相等時，將該行 nV送出，同時 Nr→ nr， 實(shí)現(xiàn)了 NvNr→n vnr的變換（命中） .Ⅲ ）若設(shè)有相等的，不命中，等待調(diào)入。這種辦法，可降低表的容量，但要求有相聯(lián)存貯器，（目錄表的行數(shù)與主存頁數(shù)相等）。4特點(diǎn)：1）產(chǎn)生頁面沖突的可能性極??；2）不能實(shí)現(xiàn)查表與訪存同時進(jìn)行，不利于訪問速度提高。二、直接映象及其變換１ 含義：先將輔存按主存大小分為若干塊，在輔存的每塊內(nèi)都有與主存相同的頁面數(shù)，輔存每塊內(nèi)的頁面只能調(diào)入到與主存相同的頁面上的映象規(guī)則稱直接映象。２ 映象示意圖Ｎ d： 塊號Nv′ ： 塊內(nèi)頁號3地址變換1）地址表示2）塊表① 塊表長度與主存頁面數(shù)相等（本例四行）。② 塊表行中的內(nèi)容：塊號Ｎ d。3） 地址變換過程① 根據(jù) Nv′ 去查塊表中的 Nv′ 行；② 將虛地址中的塊號Ｎd與所選塊表中的Ｎ d比較；③ 比較相同時命中，直接將 Nv′→n v， Nr→n r。④ 比較不相同時，不命中 。4特點(diǎn)1）可將查表與訪問同時進(jìn)行，有利于訪問速度的提高（命中時）。2）產(chǎn)生頁面沖突的可能性極大（因無靈活的存放余地）。三、組相聯(lián)映象及其變換1含義：先將主存分為頁面數(shù)相同的若干組，再將輔存按主存劃分為若干區(qū)，組內(nèi)采用全相聯(lián)映象，組間采用直接映象。2示意圖其中： Nd區(qū)號q組號s組內(nèi)頁號 ——輔存q′ 組號s′ 組內(nèi)頁號 —— 主存 3地址變換過程1）地址表示輔（虛） Nd q sNr主（實(shí)） q’ s’ nr 2）隨機(jī)存貯器表① 表的行數(shù)與組數(shù)相等（本例 2組，即 2行）。② 每行大字段數(shù)與組內(nèi)頁面數(shù)相等（本例 2個）。③ 每個大字段又分為三個小字段。Nd： 區(qū)號； s： 組內(nèi)頁號； s′ ： 主存組內(nèi)頁號。④ 每個大字段還有一個比較器。3）地址變換過程① 根據(jù)虛地址中的 q去查隨機(jī)存貯器表中的某一行。② 將虛地址中的 Nd、 s同時送各比較器與所選行中的 Nd、 s進(jìn)行比較。③ 當(dāng)有一個比較器相等時：Ⅰ ）將 q→ q’（ 組間直接）。Ⅱ ）將相等大字段中 S’送出作 S’。Ⅲ ） 再將 Nr→n r,即實(shí)現(xiàn)了將虛址 Nd q s Nr →q′s′n r命中時的地址變換 。4.特點(diǎn)：即有直接映象中對號入座部分 (組間直接 )，可減少查表范圍，縮短查表時間，又有全相聯(lián)中的靈活存放規(guī)則 (組內(nèi)全相聯(lián) )，從而可降低頁面沖突。但控制機(jī)構(gòu)復(fù)雜。組間直接映象Ndqsq′s′0000001組內(nèi)全相聯(lián)映象四、 段相聯(lián)映象簡介對主輔的劃分與組相聯(lián)映象相同，但為區(qū)分兩種不同的映象規(guī)則，將組相聯(lián)中的組改為段，段間采用全相聯(lián)，段內(nèi)采用直接映象。段間全相聯(lián)可映象Ndqsq′ s′0000010段內(nèi)直接映象五、四種映象規(guī)則關(guān)系1）在組相聯(lián)映象中，當(dāng)每組只有一頁時，此時的組相聯(lián)就是直接映象。當(dāng)把主存只分為一個組時，此時的組相聯(lián)也就是全相聯(lián)映象，即直接映象和全相聯(lián)映象是組相聯(lián)映象的兩個特例。2）在段相聯(lián)映象中，當(dāng)每段只有一頁時，此時的段相聯(lián)映象就是全相聯(lián)映象。當(dāng)把主存只分為一個段時，此時的段相聯(lián)也就是直接映象。167。167。 3替換算法及其實(shí)現(xiàn)替換算法及其實(shí)現(xiàn)一、概述 （以主輔存頁式管理）1 含義：在主存裝滿頁面時，采用何種算法，計(jì)算出主存中的被替換頁面，以便輔存中的頁面能調(diào)入到主存，為此而采用的算法稱替換算法。2對替換算法的評價 1）要利于實(shí)現(xiàn)，某種算法其命中率很高，但它實(shí)現(xiàn) 不了，因此不能采用。 2）要保證有一定的命中率，某種算法很好實(shí)現(xiàn)，但命中率無保證，因而不能采用。3 為保證一定的命中率，對被替換頁面的要求： 1）以后不再使用的頁面，（很難確定以后是否不會使用，除非固定頁面地址流）。2）都要使用時，先替換最后使用的頁面。3）替換最久沒有使用的頁面（可以統(tǒng)計(jì)出來）。4有哪些替換算法 1）隨機(jī)替換算法（利用隨機(jī)函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生一個被替換頁面號）。不能反映程序的局部性，命中率低。 2） FIFO替換算法：最早進(jìn)入實(shí)存的頁替換出去，出現(xiàn)了 “歷史 ”信息，但并沒能正確反映程序的局部性。 3） LRU替換算法：近期最少使用（Least Recently Used）， 替換最久未被使用的頁面。4） OPT優(yōu)化替換算法：是一種理想的算法，實(shí)現(xiàn)不了，只能作為衡量其它算法優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)。二、地址流，算法，調(diào)進(jìn)替換頁面變化時空圖1第一組地址流 A： 2,3,2,1,5,2,4,5,3,2,5,21） 幾個符號i： 調(diào)入第 i頁；i：第 i頁命中 (已在主存中的頁面，重新被使用稱命中 )i：第 i頁將被替換i： 在主存中的普通頁面n： 主存頁面數(shù) 。2）分別寫出 FIFO、 LRU、 OPT隨時間推移頁面變化示意圖（設(shè) n=3， 主存開始為空）。3）計(jì)算命中率 H。H=命中頁數(shù) /訪問時間第二種地址流 A:1,2,3,4,1,2,5,1,2,3,4,5分析 n對 H的影響： n=3與 4167。167。 2地址映象及其變換地址映象及其變換四種映象規(guī)則及地址變換：全相聯(lián)映象：頁表、目錄表直接映象：塊表組相聯(lián)和段相聯(lián)：隨機(jī)存貯器表167。167。 3替換算法及其實(shí)現(xiàn)替換算法及其實(shí)現(xiàn)FIFO、 LRU、 OPT上述算法在給定地址流及主存頁面數(shù)下頁面變
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