第三章存貯系統(tǒng)(參考版)
2025-08-04 12:54本頁面
【正文】 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！ 。 ，系統(tǒng)應(yīng)提供存儲保護(hù)。因此 ,虛擬存儲器只是一個(gè)容量非常大的存儲器的邏輯模型，不是任何實(shí)際的物理存儲器。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。在這兩種應(yīng)用中，都需要快速查找。前者采用空間并行技術(shù)，后者采用時(shí)間并行技術(shù)。 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)。 、存取時(shí)間、存儲周期、 SRAM和 DRAM都是半導(dǎo)體隨機(jī)讀寫存儲器，前者速度比后者快， 但集成度不如后者高。為了解決了這三方面的矛盾，計(jì)算機(jī)采用多級存儲體系結(jié)構(gòu)，即 cache、主存和外存。E 只能執(zhí)行，不可讀寫 RE 只能讀寫，不可執(zhí)行 RW 只能寫訪問 R+W+E 可進(jìn)行任何訪問 (R+E) 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)。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。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)。若兩鍵相符，則允許訪問該頁，否則拒絕訪問。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。 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，稱為存儲鍵，每個(gè)用戶的實(shí)存頁面的鍵都相同。不會侵犯其他程序空間。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。 在虛擬存儲系統(tǒng)中，通常采用 頁表保護(hù) 、段表保護(hù) 和 鍵式保護(hù) 方法。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。 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。由 PU完成虛擬地址到物理地址的轉(zhuǎn)換。 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。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。優(yōu)點(diǎn)是無需訪問頁目錄和頁表，地址轉(zhuǎn)換速度快。 存貯系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)組成原理 存儲器 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。 存貯系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)組成原理 例 8 例 8： 下表表示用快表 （ 頁表 ） 的虛實(shí)地址轉(zhuǎn)換條件 ， 快表放在相聯(lián)存貯器中 ， 其容量為 8個(gè)存貯單元 ， 問：當(dāng) CPU按虛地址 虛地址 虛地址 3去訪問主存時(shí)主存的實(shí)地址碼是多少 ？ 虛地址 頁號 頁內(nèi)地址 1 15 0324 2 7 0128 3 48 0516 存貯系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)組成原理 例 8 該頁在主存中的 頁號 起始地址 32 42022 25 38000 7 96000 6 60000 4 40000 15 80000 5 50000 34 70000 存貯系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)組成原理 例 8 解： （ 1） 80000+0324=80324 （ 2） 96000+0128=96128 (3）此時(shí)快表中沒有 48號的頁號，因此應(yīng)在頁表中查找 48號頁，同時(shí)將 48號頁及該頁在主存中的起始地址寫入快表；如果頁表中也沒有 48號頁，則應(yīng)該從外存中調(diào)入 48號頁到主存，然后將 48號頁及該頁在主存中的起始地址寫入快表。 存貯系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)組成原理 例 7 【 例 7】 假設(shè)主存只有 a,b,c三個(gè)頁框，組成 a進(jìn)c出的 FIFO隊(duì)列，進(jìn)程訪問頁面的序列是 0， 1，2， 4， 2， 3， 0， 2， 1， 3， 2號。 對于將被替換出去的頁面，假如該頁調(diào)入主存后沒有被修改 ,就不必進(jìn)行處理，否則就把該頁重新寫入外存，以保證外存中數(shù)據(jù)的正確性。 (3)頁面替換的選擇余地很大，屬于一個(gè)進(jìn)程的頁面都可替換。 存貯系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)組成原理 存儲器 替換算法 虛擬存儲器中的頁面替換策略和 cache中的行替換策略有很多相似之處，但有三點(diǎn)顯著不同： (1)缺頁至少要涉及前一次磁盤存取，讀取所缺的頁，缺頁使系統(tǒng)蒙受的損失要比 cache未命中大得多。 如計(jì)算機(jī)只有一個(gè)基址寄存器，基號可不要，多道程序切換時(shí)，操作系統(tǒng)修改基址寄存器內(nèi)容。 ②執(zhí)行 b+2（頁號），得到物理頁號的地址，其內(nèi)容即為物理頁 10。請說明虛實(shí)地址變換過程。在主存中，每道程序
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