1.層次化存儲(chǔ)體系

1.1層次化存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

局部性原理是層次化存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的支持

時(shí)空局部性：剛被訪問(wèn)的內(nèi)容，立即又被訪問(wèn)(eg: 循環(huán)體 )

空間局部性：剛被訪問(wèn)的內(nèi)容，臨近的空間很快被訪問(wèn)(eg:數(shù)組)

1.2層次化存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的分類

DRAM：動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器

SRAM：靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器

Cache：高速緩存

EEPROM：電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器

2.Cache

2.1概念

(1)在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)系統(tǒng)體系中，Cache是訪問(wèn)速度最快的層次(若有寄存器，則寄存器最快)

注：前者是對(duì)于三級(jí)存儲(chǔ)體系而言，后者是對(duì)于整個(gè)存儲(chǔ)體系而言

(2)使用Cache改善系統(tǒng)性能的依據(jù)是程序的局部性原理(時(shí)間局部性和空間局部性)

2.2映像

2.2.1概念

(1)地址映像是將主存與Cache的存儲(chǔ)空間劃分為若干大小相同的頁(yè)（或稱為塊）。

例如，某機(jī)的主存容量為I GB，劃分為2048頁(yè)，每頁(yè)512 KB；Cache容量為8 MB，劃分為16頁(yè)，每頁(yè)512 KB。

(2)如果以h代表對(duì)Cache的訪問(wèn)命中率，t 1表示Cache的周期時(shí)間，t 2表示主存儲(chǔ)器周期時(shí)間，以讀操作為例，使用"Cache+主存儲(chǔ)器”的系統(tǒng)的平均周期為t 3，則：

t3=h * t1+(1-h) * t2

其中，(1-h)又稱為失效率(未命中率)。

2.2.2分類

直接相聯(lián)映像：硬件電路較簡(jiǎn)單，但沖突率很高。

全相聯(lián)映像：電路難于設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，只適用于小容量的cache，沖突率較低。

組相聯(lián)映像：直接相聯(lián)與全相聯(lián)的折中。

注：主存與Cache之間的地址映射由硬件直接完成。

2.2.3不同映像的圖解(幫助理解，不考)

(1)直接相聯(lián)映像

其中主存中的每個(gè)區(qū)中的x頁(yè)只能對(duì)應(yīng)Cache中的x頁(yè)，一旦Cache中的x頁(yè)被主存中某一區(qū)的x頁(yè)占據(jù)，那么其它區(qū)的x頁(yè)就會(huì)與之沖突，所以沖率很高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單

(2)全相聯(lián)映像

主存中任意頁(yè)可以與Cache中任意頁(yè)對(duì)應(yīng)，所以沖突率低，但電路復(fù)雜

(3)組相聯(lián)映像

該圖片來(lái)自希賽軟考

對(duì)主存和Cache都進(jìn)行了分組，每個(gè)區(qū)的x組只能與Cache中的x組對(duì)應(yīng)，但是一個(gè)組的頁(yè)可以任意對(duì)應(yīng)。就是前兩者的縫合怪，沖突率和復(fù)雜性都屬于中庸

3.主存編址方法

3.1計(jì)算公式

(1)存儲(chǔ)單元

存儲(chǔ)單元個(gè)數(shù) = 最大地址 - 最小地址 + 1

(2)編址內(nèi)容

按字編址：存儲(chǔ)體的存儲(chǔ)單元是字存儲(chǔ)單元，即最小尋址單位是一個(gè)字(該字的字長(zhǎng)題目會(huì)給出)

按字節(jié)編址(默認(rèn))：存儲(chǔ)體的存儲(chǔ)單元是字節(jié)存儲(chǔ)單元，即最小尋址單位是一個(gè)字節(jié)(字節(jié)的字長(zhǎng)固定為8個(gè)bit)

(3)總?cè)萘?= 存儲(chǔ)單元個(gè)數(shù) * 編址內(nèi)容

(4)總片數(shù) = 總?cè)萘?每片容量

3.2補(bǔ)充內(nèi)容

1 K = 2 ^ 10

1 M = 2 ^ 20

1 G = 2 ^ 30

聲明：筆記內(nèi)容參考自希賽軟考

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