以存儲(chǔ)器為中心31存儲(chǔ)系統(tǒng)原理32虛擬存儲(chǔ)器33高速-在線瀏覽
2024-12-01 00:45本頁(yè)面
【正文】 價(jià)格 用單位容量的價(jià)格表示，例如： $C/bit?，F(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以存儲(chǔ)器為中心 存儲(chǔ)系統(tǒng)原理 虛擬存儲(chǔ)器 高速緩沖存儲(chǔ)器 (Cache) 三級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng) 第 3章 存儲(chǔ)系統(tǒng) 存儲(chǔ)系統(tǒng)原理 存儲(chǔ)系統(tǒng)的定義 存儲(chǔ)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu) 存儲(chǔ)系統(tǒng)的頻帶平衡 并行訪問(wèn)存儲(chǔ)器 交叉訪問(wèn)存儲(chǔ)器 無(wú)沖突訪問(wèn)存儲(chǔ)器 存儲(chǔ)系統(tǒng)的定義 在一臺(tái)計(jì)算機(jī)中，通常有多種存儲(chǔ)器 種類： 主存儲(chǔ)器、 Cache、通用寄存器、緩沖存儲(chǔ)器、磁盤存儲(chǔ)器、磁帶存儲(chǔ)器、光盤存儲(chǔ)器等 材料工藝： ECL、 TTL、 MOS、磁表面、激光，SRAM， DRAM 訪問(wèn)方式： 隨機(jī)訪問(wèn)、直接譯碼、先進(jìn)先出、 相聯(lián)訪問(wèn)、 塊傳送、文件組 存儲(chǔ)器的主要性能： 速度、容量、價(jià)格 速度 用存儲(chǔ)器的訪問(wèn)周期、讀出時(shí)間、頻帶寬度等表示。 容量 用字節(jié) B、千字節(jié) KB、兆字節(jié) MB和千兆字節(jié) GB等單位表示。 組成存儲(chǔ)系統(tǒng)的關(guān)鍵： 把速度、容量和價(jià)格不同的多個(gè)物理存儲(chǔ)器組織成一個(gè)存儲(chǔ)器，這個(gè)存儲(chǔ)器的速度最快，存儲(chǔ)容量最大，單位容量的價(jià)格最便宜。這個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)對(duì)應(yīng)用程序員是透明的，并且，從應(yīng)用程序員看，它是一個(gè)存儲(chǔ)器，這個(gè)存儲(chǔ)器的速度接近速度最快的那個(gè)存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)容量與容量最大的那個(gè)存儲(chǔ)器相等，單位容量的價(jià)格接近最便宜的那個(gè)存儲(chǔ)器。Cache 存儲(chǔ)系統(tǒng)Cache 主存儲(chǔ)器? 在一般計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，有兩種存儲(chǔ)系統(tǒng)： ?Cache存儲(chǔ)系統(tǒng)：由 Cache和主存儲(chǔ)器構(gòu)成 主要目的：提高存儲(chǔ)器速度 應(yīng)用程序員看： 速度接近主存儲(chǔ)器的速度， 存儲(chǔ)容量是虛擬地址空間， 每位價(jià)格接近磁盤存儲(chǔ)器。 解： e TT TH T H TH Hf H TTTT? ? ? ? ? ? ?? ? ??1 1 1111 22121( ) ( ) ( , )當(dāng) H＝ ， e1＝ 1／ (＋ 5(1－ ))＝ 當(dāng) H＝ ， e2＝ 1／ (＋ 5(1－ ))＝ 提高存儲(chǔ)系統(tǒng)速度的兩條途徑： 一是提高命中率 H， 二是兩個(gè)存儲(chǔ)器的速度不要相差太大 其中：第二條有時(shí)做不到 (如虛擬存儲(chǔ)器 )，這時(shí)，只能 依靠提高命中率 例 ： 在虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)中，兩個(gè)存儲(chǔ)器的速度相差特別懸殊，例如： T2＝ 105 T１ 。 計(jì)算公式： 其中： H’是采用預(yù)取技術(shù)之后的命中率 H是原來(lái)的命中率 n為數(shù)據(jù)塊大小與數(shù)據(jù)重復(fù)使用次數(shù)的乘積 H H nn39。當(dāng) Cache的塊大小為一個(gè)字時(shí)，命中率 H＝ 。 2 ??????? nnHH) )5 ( 1( 0 . 81e1:C a c h e????－＋／訪問(wèn)效率為：，塊大小為一個(gè)字時(shí)當(dāng)0 .9 ) )5 ( 1( 0 .9 91e2 0 .9 9H:4C a c h e 2????－＋／訪問(wèn)效率為：，個(gè)字時(shí)塊大小為當(dāng)解： n＝ 4 5＝ 20， 采用預(yù)取技術(shù)之后，命中率提高到： ??????????????)2. . . . . . . . . (. . . . . . . . . .. . . . . . . . . .4 0 9 614 0 9 )1. . . . . (. . . . . . . . . .. . . . . . . . . .105) 1( 1mmHHH 例 ： 在一個(gè)虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)中， T2＝ 105 T１，原來(lái)的命中率只有 ，如果訪問(wèn)磁盤存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)塊大小為 4K字，并要求訪問(wèn)效率不低于 ，計(jì)算數(shù)據(jù)在主存儲(chǔ)器中的重復(fù)利用率至少為多少？ 解： 假設(shè)數(shù)據(jù)在主存儲(chǔ)器中的重復(fù)利用率為 m，根據(jù)前面給出的關(guān)系，有如下方程組： 解方程組： 由方程 (1)得到： +9000090000H=1 )3. .(. .. . .. . .. .. .. . .. . .. .. .. . .. . .. . 9 9 9 98 9 9 9 9: 解這個(gè)方程得?H次。 如果采用 PC133內(nèi)存，主存與 CPU速度差 188倍 如果采用 PC266內(nèi)存，主存與 CPU速度差 94倍 解決存儲(chǔ)器頻帶平衡方法 (1)多個(gè)存儲(chǔ)器并行工作（本節(jié)下面介紹） (2)設(shè)置各種緩沖存儲(chǔ)器（第五章介紹） (3)采用存儲(chǔ)系統(tǒng)（本章第二、第三節(jié)介紹） 并行訪問(wèn)存儲(chǔ)器 方法： 把 m字 w位的存儲(chǔ)器改變成為 m/n字 n w位的存儲(chǔ)器 邏輯實(shí)現(xiàn)： 把地址碼分成兩個(gè)部分，一部分作為存儲(chǔ)器的地址另一部分負(fù)責(zé)選擇數(shù)據(jù) 主要缺點(diǎn)：訪問(wèn)沖突大
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