计算机组成原理 RV$5.7虚拟存储器 llxx@ustc.edu.cn
计算机组成原理 RV $5.7 虚拟存储器 llxx@ustc.edu.cn
本章内容 √COD5:第5.7节 Virtual Memory Mapping Cache Mapping √实地址Vs虚地址 Secondary Storage √虚存技术动机 Registers Words Blocks Pages Cache √页式虚存管理原理 Processor Main Memory PWR √页式虚存管理设计：实例 √TLB √MMU √层次化：Cache-TLB-Memory-Disk √缺页异常处理
本章内容 ✓COD5：第5.7节 ✓实地址 vs 虚地址 ✓虚存技术动机 ✓页式虚存管理原理 ✓PWR ✓页式虚存管理设计：实例 ✓TLB ✓MMU ✓层次化：Cache-TLB-Memory-Disk ✓缺页异常处理
层次化存储系统：访存时间？ USTC CPU Virtual Memory Mapping Cache Mapping 高速缓存 Cache Secondary 辅助硬件 Storage Registers Words Blocks Pages g 主存 Cache 辅助硬件和软件 Processor Main Memory 辅存 CPU a Nemory bus Obu色 c Memory VO devicee Registera e Disk memory Register Cache Memory reference reference referenoe reference Size: 500 bytee 64KB 1 GB 1TB Speed: 250pg 1na 100n8 10m3
层次化存储系统：访存时间？
实地址访存：存储器物理地址 USTC Physical Memory Au Stack s SP MREQ Au A A Heap .. 2Kx8位 1Kx4位 IKx4位 Data Segment ROM RAM RAM . D D. D2 D D D PC Text Segment D D WR Operating System 不利于多任务（须预先划分每个程序占用的内存范围） 段式
实地址访存：存储器物理地址 不利于多任务（须预先划分每个程序占用的内存范围） 段式
虚拟存储器(Virtual memory） 早期：1961年曼彻斯特大学提出 一内存容量：程序要求的存储器空间越来越大 ·模式一：虚存=主存+辅存 ·Overlay技术：程序分段，段长<内存大小；程序员负责换入换出 多道程序：代码和数据保护与共享存储 ·模式二：主存作为辅存（虚存）的Cache CPU 现代虚拟存储系统： 主存 -性能：一种将主存作为辅存的缓存的技术 辅助硬件和软件 ·模式二，虚存驻留于辅存，局部性原理 辅存 一 多用户多进程 由MMU和OS存储管理器共同管理：对普通程序员透明 ·虚方式访存：重定位(relocation) 技术，将虚地址映射到物理地址 ·页式（定长），段式（可变长），段页式
虚拟存储器（Virtual memory） • 早期：1961年曼彻斯特大学提出 – 内存容量：程序要求的存储器空间越来越大 • 模式一：虚存= 主存 + 辅存 • Overlay技术：程序分段，段长 < 内存大小；程序员负责换入换出 – 多道程序：代码和数据保护与共享存储 • 模式二：主存作为辅存（虚存）的Cache • 现代虚拟存储系统： – 性能：一种将主存作为辅存的缓存的技术 • 模式二，虚存驻留于辅存，局部性原理 – 多用户多进程 – 由MMU和OS存储管理器共同管理：对普通程序员透明 • 虚方式访存：重定位（relocation）技术，将虚地址映射到物理地址 • 页式（定长），段式（可变长），段页式