5.1存储器的层次结构 “ Cache一主存”与“主存一辅存”层次的区别 存储层次 比较项目 “ Cache-主存”层次“主存一辅存”层次 目的 为了弥补主存速度的不足为了弥补主存容量的不足 存储管理实现 主要由专用硬件实现 主要由软件实现 访问速度的比值 几比 几百比 (第一级和第二级) 典型的块(页)大小 几十个字节 几百到几千个字节 CPU对第二级的 访问方式 可直接访问 均通过第一级 失效时CPU是否切 不切换 切换到其他进程
◼ “Cache－主存”与“主存－辅存”层次的区别 5.1 存储器的层次结构 存储层次 CPU对第二级的 访问方式 比较项目 目 的 存储管理实现 访问速度的比值 (第一级和第二级) 典型的块(页)大小 失效时CPU是否切换 “Cache －主存”层次 “主存－辅存”层次 为了弥补主存速度的不足 为了弥补主存容量的不足 主要由专用硬件实现 主要由软件实现 几比一 几百比一 几十个字节 几百到几千个字节 可直接访问 均通过第一级 不切换 切换到其他进程
5.1存储器的层次结构 由此,形成了两种存储系统: Cache存储系统:由 Cache和主存储器构成 虚拟存储系统:由主存储器和磁盘存储器构成 Cache 主存储器 主存储器 磁盘存储器 不系统程序员看: 个应用程序员看: 速度接近 Cache的速度, 速度接近主存储器的速度, 存储容量是主存的容量, 存储容量是虚拟地址空间, 每位价格接近主存储器。 每位价格接近磁盘存储器。 Cache存储系统 虚拟存储系统
由此，形成了两种存储系统： ◼ Cache存储系统：由Cache和主存储器构成 ◼ 虚拟存储系统：由主存储器和磁盘存储器构成 5.1 存储器的层次结构 系统程序员看： 速度接近 Cache 的速度， 存储容量是主存的容量， 每位价格接近主存储器。 Cache 存储系统 Cache 主存储器 应用程序员看： 速度接近主存储器的速度， 存储容量是虚拟地址空间， 每位价格接近磁盘存储器。 虚拟存储系统 主存储器 磁盘存储器
51存储器的层次结构 四.存储层次的4个问题 当把一个块调入高一层(靠近CPU)存储器时, 可以放在哪些位置上? (映像规则) 2.当所要访问的块在高一层存储器中时,如何 找到该块? (查找算法) 3.当发生失效时,应替换哪一块? (替换算法) 4.当进行写访问时,应进行哪些操作? (写策略)
四. 存储层次的4个问题 1.当把一个块调入高一层(靠近CPU)存储器时， 可以放在哪些位置上? （映像规则） 2. 当所要访问的块在高一层存储器中时，如何 找到该块? （查找算法） 3.当发生失效时，应替换哪一块？ （替换算法） 4.当进行写访问时，应进行哪些操作？ （写策略） 5.1 存储器的层次结构
52高速缓冲存储器( Cache) 基本概念 Cache具有与cPU相匹配的存取速度,是界 于CPU和主存之间的一个子系统。 根据其结构可分为: 1.一体化 Cache 指程序和数据公用一个 Cache 2.分离 Cache 指程序和数据高速缓冲存储器分别独立设置
5.2 高速缓冲存储器（Cache） 一. 基本概念 Cache具有与CPU相匹配的存取速度，是界 于CPU和主存之间的一个子系统。 根据其结构可分为： 1.一体化Cache 指程序和数据公用一个Cache。 2. 分离Cache 指程序和数据高速缓冲存储器分别独立设置
52高速缓冲存储器( Cache) 基本工作原理 来自CPU 地址 块号B块内地址w]主存地址 存-Cach 未命中 地址变换 已满未满 命中 Cache地址 C ache 块号b块内地址w]替换算法 调出块 装入块1 Cache 一个字数据 送CPU 主存储器
5.2 高速缓冲存储器（Cache） 二. 基本工作原理 主存储器 块号B 块内地址W 主存-Cache 地址变换 命中 未命中 块号b 块内地址w Cache Cache 替换算法 已满 未满 调出块 装入块 一个字数据 送CPU 地址 来自CPU 主存地址 Cache地址