第三章存貯系統(tǒng)-資料下載頁
2025-08-01 12:54本頁面
【正文】 作。 存貯系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)組成原理 存儲(chǔ)器 分段不分頁模式： 虛擬地址由一個(gè) 16位的段參照和一個(gè) 32位的偏移組成。分段部件 SU將二維的分段虛擬地址轉(zhuǎn)換成一維的 32位線性地址。優(yōu)點(diǎn)是無需訪問頁目錄和頁表，地址轉(zhuǎn)換速度快。對段提供的一些保護(hù)定義可以一直貫 存貯系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)組成原理 分段分頁模式： 在分段基礎(chǔ)上增加分頁存儲(chǔ)管理的模式。即將 SU部件轉(zhuǎn)換后的 32位線性地址看成由頁目錄、頁表、頁內(nèi)偏移三個(gè)字段組成，再由 PU部件完成兩級頁表的查找，將其轉(zhuǎn)換成 32位物理地址。兼顧了分段和分頁兩種方式的優(yōu)點(diǎn)。 存貯系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)組成原理 不分段分頁模式 ： 這種模式下 SU不工作，只是分頁部件 PU工作。程序也不提供段參照，寄存器提供的 32位地址被看成是由頁目錄、頁表、頁內(nèi)偏移三個(gè)字段組成。由 PU完成虛擬地址到物理地址的轉(zhuǎn)換。這種模式減少了虛擬空間，但能提供保護(hù)機(jī)制，比分段模式具有更大的靈活性。 存貯系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)組成原理 奔騰機(jī) 4MB 頁面 (頁框 )大小為 4MB的分頁方式 使用單級頁表，只進(jìn)行一次主存訪問，地址轉(zhuǎn)換過程加快了。 在此方式下， 32位線性地址分為高 10位的頁面和低 22位的頁內(nèi)偏移兩個(gè)字段 。頁表項(xiàng)的 I位指示頁面大小， P位為出現(xiàn)位 ,A位為訪問過位 ,D位為修改過位 .RW位用于讀 /寫控制， US位用于用戶 /監(jiān)督控制，PCD位用于頁 cache禁止的控制， PWT位用于頁全寫法的控制。 ..\..\..\組成原理 白中英網(wǎng)絡(luò)版 \Chap03\images\ 存貯系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)組成原理 存儲(chǔ)保護(hù) 存儲(chǔ)區(qū)域保護(hù) 當(dāng)多個(gè)用戶共享主存時(shí)，應(yīng)防止由于一個(gè)用戶程序出錯(cuò)而破壞其他用戶的程序和系統(tǒng)軟件 ,以及一個(gè)用戶程序不合法地訪問不是分配給它的主存區(qū)域。 在虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)中，通常采用 頁表保護(hù) 、段表保護(hù) 和 鍵式保護(hù) 方法。 存貯系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)組成原理 存儲(chǔ)保護(hù) 1. 每個(gè)程序的段表和頁表本身都有自己的保護(hù)功能。每個(gè)程序的虛頁號是固定的，經(jīng)過虛地址向?qū)嵉刂纷儞Q后的實(shí)存頁號也就固定了。那么不論虛地址如何出錯(cuò)， 也只能影響到相對的幾個(gè)主存頁面。不會(huì)侵犯其他程序空間。段表和頁表的保護(hù)功能相同，但段表中除包括段表起點(diǎn)外，還包括段長。 段表保護(hù)方式演示 ..\..\..\組成原理 白中英網(wǎng)絡(luò)版 \Chap03\images\ 存貯系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)組成原理 存儲(chǔ)保護(hù) 2. 鍵保護(hù)方式 這種方法是為主存的每一頁配一個(gè)鍵，稱為存儲(chǔ)鍵，每個(gè)用戶的實(shí)存頁面的鍵都相同。為了打開這個(gè)鎖 ,必須有鑰匙，稱為訪問鍵。訪問鍵賦予每道程序，并保存在該道程序的狀態(tài)寄存器中。當(dāng)數(shù)據(jù)要寫入主存的某一頁時(shí)，訪問鍵要與存儲(chǔ)鍵相比較。若兩鍵相符，則允許訪問該頁，否則拒絕訪問。 鍵保護(hù)方式演示 ..\..\..\組成原理 白中英網(wǎng)絡(luò)版 \Chap03\images\ 存貯系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)組成原理 存儲(chǔ)保護(hù) 3. 環(huán)保護(hù)方式 環(huán)保護(hù)方式可以做到對正在執(zhí)行的程序本身的核心部分或關(guān)鍵部分進(jìn)行保護(hù)。它是按系統(tǒng)程序和用戶程序的重要性及對整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行的影響程度進(jìn)行分層，每一層叫做一個(gè)環(huán)。在現(xiàn)行程序運(yùn)行前由操作系統(tǒng)定好程序各頁的環(huán)號，并置入頁表中。然后把該道程序的開始環(huán)號送入 CPU的現(xiàn)行環(huán)號寄存器。程序可以訪問任何外層空間；訪問內(nèi)層空間則需由操作系統(tǒng)的環(huán)控例行程序判斷這個(gè)向內(nèi)訪問是否合法。 環(huán)保護(hù)方式演示 ..\..\..\組成原理 白中英網(wǎng)絡(luò)版 \Chap03\images\ 存貯系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)組成原理 存儲(chǔ)保護(hù) 訪問方式保護(hù) 對主存信息的使用可以有三種方式 :讀 (R)、寫 (W)和執(zhí)行 (E),相應(yīng)的訪問方式保護(hù)就有 R，W， E三種方式形成的邏輯組合 .這些訪問方式保護(hù)通常作為程序狀態(tài)寄存器的保護(hù)位，并且和區(qū)域保護(hù)結(jié)合起來實(shí)現(xiàn)。 存貯系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)組成原理 存儲(chǔ)保護(hù) 邏輯組合 含 義 R+W+E 不允許任何訪問 (R+E)W 只能寫訪問 R+W+E 可進(jìn)行任何訪問 (R+E)W 不準(zhǔn)寫訪問 (R+W)E 只能讀寫，不可執(zhí)行 R(W+E) 只能讀訪問 (R+W)E 只能執(zhí)行，不可讀寫 R(W+E) 不準(zhǔn)讀訪問 存貯系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)組成原理 本 章 小 結(jié) 容量大、速度快、成本低 。為了解決了這三方面的矛盾，計(jì)算機(jī)采用多級存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)，即 cache、主存和外存。 CPU能直接訪問內(nèi)存(cache、主存 )，但不能直接訪問外存。 、存取時(shí)間、存儲(chǔ)周期、 SRAM和 DRAM都是半導(dǎo)體隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器，前者速度比后者快， 但集成度不如后者高。二者的優(yōu)點(diǎn)是體積小，可靠性高，價(jià)格低廉，缺點(diǎn)是斷電后不能保存信息。 存貯系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)組成原理 本 章 小 結(jié) SRAM和DRAM的缺點(diǎn)，即使斷電也仍然保存原先寫入的數(shù)據(jù)。 儲(chǔ)器。前者采用空間并行技術(shù)，后者采用時(shí)間并行技術(shù)。 器，在 cache中用來存放行地址表，在虛擬存儲(chǔ)器中用來存放段表、頁表和快表。在這兩種應(yīng)用中，都需要快速查找。 存貯系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)組成原理 本 章 小 結(jié) 7. cache是一種高速緩沖存儲(chǔ)器，是為了解決 CPU和主存之間速度不匹配而采用的一項(xiàng)重要的硬件技術(shù) ,并且發(fā)展為多級 cache體系，指令 cache cache分設(shè)體系 。要求 cache的命中率接近于 1 cache的地址映射有全相聯(lián)、直接、組相聯(lián) 三種方式。 外存層次，它給用戶提供了一個(gè)比實(shí)際主存空間大得多的虛擬地址空間。因此 ,虛擬存儲(chǔ)器只是一個(gè)容量非常大的存儲(chǔ)器的邏輯模型，不是任何實(shí)際的物理存儲(chǔ)器。 存貯系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)組成原理 外存層次的信息傳送單位不同，虛擬存儲(chǔ)器有頁式、段式、段頁式三類。 ，系統(tǒng)應(yīng)提供存儲(chǔ)保護(hù)。通常采用的方法是存儲(chǔ)區(qū)域保護(hù)和訪問方式保護(hù)，并用硬件來實(shí)現(xiàn)。有些機(jī)器中提供特 存貯系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)組成原理 謝謝！
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