第3章存储器体系结构 内容提要: 随着计算机和微电子技术的发展,存储器无论是其器件还是体系 结构都发生了很大的变化。本章首先介绍存储器层次结构、性能参数、 多体并行存储器及磁盘阵列的基本概念与组成方式,然后讲述高速缓 冲存储器 Cache的组成与工作原理、虚拟存储器的构成与管理方式以 及存储器保护措施。重点是存储器性能参数、多体并行存储器、磁盘 阵列的组成方式、 Cache的组成原理与地址映象、 Cache的置换策略与 主存更新、虚拟存储器组成与管理方式。难点是 Cache的地址映象 Cache的置换策略与主存更新、虚拟存储器的组成与段页式管理
第3章 存储器体系结构 • 内容提要： 随着计算机和微电子技术的发展，存储器无论是其器件还是体系 结构都发生了很大的变化。本章首先介绍存储器层次结构、性能参数、 多体并行存储器及磁盘阵列的基本概念与组成方式，然后讲述高速缓 冲存储器Cache的组成与工作原理、虚拟存储器的构成与管理方式以 及存储器保护措施。重点是存储器性能参数、多体并行存储器、磁盘 阵列的组成方式、Cache的组成原理与地址映象、Cache的置换策略与 主存更新、虚拟存储器组成与管理方式。难点是Cache的地址映象、 Cache的置换策略与主存更新、虚拟存储器的组成与段页式管理
第3章存储器体系结构 3.1概述 32高速缓冲存储器 Cache 33虚拟存储器 3.4存储器保护措施
第3章 存储器体系结构 3.1 概 述 3.2 高速缓冲存储器Cache 3.3 虚拟存储器 3.4 存储器保护措施
3.1概述 31.1存储器的层次结构 3.1.2基本概念与性能参数 3.1.3多体并行存储器 3.1.4磁盘阵列
3.1 概 述 3.1.1 存储器的层次结构 3.1.2 基本概念与性能参数 3.1.3 多体并行存储器 3.1.4 磁盘阵列
3.1.1存储器的层次结构 存储器是计算机的主要部件之一,其容量、速度、价格是存储 器设计时所要考虑的三个要素。近年来出现了许多种类型的存储器, 它们各有特色,有的速度快,但容量小;有的容量大,但速度慢。 般而言,速度快的存储器容量小,位价格高。 目前,存储器按照存储介质可分为半导体存储器、磁表面存储 器和光存储器等。其中半导体存储器容量小,速度快,位价格高,常 用作主存。磁表面存储器有磁盘和磁带,属于非易失存储器,容量大, 位价格低,信息可以长久保存。光存储器容量也很大,位价格也很低, 信息也可以长久保存
3.1.1 存储器的层次结构 存储器是计算机的主要部件之一，其容量、速度、价格是存储 器设计时所要考虑的三个要素。近年来出现了许多种类型的存储器， 它们各有特色，有的速度快，但容量小；有的容量大，但速度慢。一 般而言，速度快的存储器容量小，位价格高。 目前，存储器按照存储介质可分为半导体存储器、磁表面存储 器和光存储器等。其中半导体存储器容量小，速度快，位价格高，常 用作主存。磁表面存储器有磁盘和磁带，属于非易失存储器，容量大， 位价格低，信息可以长久保存。光存储器容量也很大，位价格也很低， 信息也可以长久保存
1存储器访问中的局部性原理 研究发现,程序在运行的过程中(80~90)%时间是在执行(10 20)%的程序代码,即局部性原理。表现为两个方面。 (1)时间局部性∶如果一个存储项被访问,则该存储项可能很快再 次被访问。 (2)空间局部性∶如果一个存储项被访问,则该项及其相邻项可能 很快被一起访问 形成这种局部性的原因在于程序的顺序执行和所包含的循环程序。 2存储器的层次结构 为满足CPU对高速大容量存储器的需求,又不过高地增加成本。无 论是巨型机、大型机、中小型还是微型计算机,都采用层次化的存储器 体系结构,其表示如图3.1所示
1.存储器访问中的局部性原理 研究发现，程序在运行的过程中（80～90）%时间是在执行(10～ 20)%的程序代码，即局部性原理。表现为两个方面。 （1）时间局部性：如果一个存储项被访问，则该存储项可能很快再 次被访问。 （2）空间局部性：如果一个存储项被访问，则该项及其相邻项可能 很快被一起访问. 形成这种局部性的原因在于程序的顺序执行和所包含的循环程序。 2.存储器的层次结构 为满足CPU对高速大容量存储器的需求，又不过高地增加成本。无 论是巨型机、大型机、中小型还是微型计算机，都采用层次化的存储器 体系结构，其表示如图3.1所示