计算机组成原理(3)三级存储 局部性原则 存储器性能指标 扩展 DRAM编址方式 cache 三种映射 替换策略
三级存储
RAM,随机存储
ROM,只读存储 ,MROM,PROM不可编程,可编程 EPROM,E^2PROM 紫外,电 擦除
三级存储内存,cache,外存
局部性原则
- 时间局部性:一条指令或数据,被执行后很可能会被再次访问
- 空间局部性:一条指令或数据,它附近得数据可能会被访问
所以,会将访问过得内容或访问过内容得整个块放入cache
cache对程序员不可见
存储器性能指标
- 存储容量
- 存取时间 ns
- 存储周期 ns(间隔)
- 存储带宽 —— 单位时间存储器存储得信息量 位/s 字节/s
扩展
- 位扩展
8K1位变成8K8位 - 字扩展
增加片选信号,增加译码器,所以有译码器的都是字扩展
16K8->648
DRAM
四管动态存储单元
优缺点
优点: 外围电路简单,刷新时不用加逻辑
缺点:管子多,占用面积大刷新
采用读出方式刷新
刷新分三种
集中式刷新:正常读写与刷新操作分开进行,刷新集中完成。存在读写操作的死时间,适用于cache
分散式刷新:将存储周期化为两个时间片,分别进行读写与刷新操作,不存在死时间,但是速度慢
异步式刷新:结合, 每隔一段时间刷新一次,保证在刷新周期中对整个存储器刷新
编址方式
- 顺序方式
某以模块工作,其他不工作,出错可有下一个替代,通过增加模块扩容,方便。由于串行,带宽受到影响
内存中,先选模块在选字
- 交叉存储
连续地址分布在相邻不同模块内,可以多模块流水线并行存取,提高带宽
多模交叉访问
t为总线传送周期,流水线每次启动都要延迟t
公式背下来,轻轻松松。容量不影响。
字长*模块数 为信息量
cache
解决速度不匹配
CPU与cache为字交换,cache与主存为块交换,块由若干字组成。当CPU在内存中读了个字,便把字的内存地址发到主存和cache,cache就会判断该字是否在cache中。如果是就直接送给CPU,如果不是就在读周期把从数据从主存中送CPU,然后把该字的整个数据块送到cache。这就是LRU替换算法。
- 命中率
h=Nc/Nc+Nm
访问cache次数与访问内存的次数
- 平均访问时间
t=h*tc+(1-h)tm - 访问效率
e=tc/t
h=1900/200=95%
t=95%*50+5%*250
cache与主存映射
地址映射:把主存地址定位到cache中
- 全相联映射
主存块地址与块内容都在cache的行中,这样主存中的一个块可直接拷贝到cache的任意一行。缺点就是电路难实现,适用于小cache - 直接相联映射
也是一对一映射,但是内存会放到cache中的固定位置,
i=j mod m(cache i 行号= 主存块号j mod 总行数m),电路简单,缺点就容易产生冲突, 适合大容量cache - 组相连映射
将cache分成u组,每组v行。主存存放在那个组为固定的。
组号q=j mod u.灵活,冲突减少
容量不太会算,明天再说,
替换策略
- 最不经常使用LFU
将访问次数最少的换出
在每一行中加入计数器,每次访问加1,换出后清0,需要替换时,将最小值替换。不能反应近期情况
- 近期最少使用(LRU)
每行设置计数器,每次命中清0.其他位加1。需要替换时将最大的替换。
保护了刚拷贝的数据行 - 随即替换
随机,硬件处理快
- 先进先出(FIFO)
类似于栈这种数据结构
计算机组成原理(3)三级存储 局部性原则 存储器性能指标 扩展 DRAM编址方式 cache 三种映射 替换策略相关推荐
- 计算机组成原理读写周期波形图,第3章存储器层次结构-1讲述.ppt
第3章存储器层次结构-1讲述 计算机组成原理 * 计算机组成原理 --存储器层次结构(1) 2016-3-18 几个基本概念 1.存储器:计算机系统中的记忆设备,用来存放程序和数据. 2.存储元:存储 ...
- 深入浅出计算机组成原理04:存储和IO系统
目录 1. 存储器层次结构全景 1.1 关于Cache 1.2 访问层次 1.3 不同存储器访问延时与成本 2. 局部性原理 2.1 时间局部性 2.2 空间局部性 2.3 局部性原理使用实例 3. ...
- 计算机组成原理(六)-浮点数存储和浮点数计算
你的程序.打开的文本为什么老是乱码?先来认识一下世界的编码集 ASCII:因为最开始计算机是美国人发明的,所以最早的编码集只为美国服务,包含95个可打印字符,33个不可打印字符(包括控制字符)一共12 ...
- 【学习笔记】【计算机组成原理】定点数与浮点数的运算;LRU算法实现;cache命中;流水线冲突、冲刷;
目录 前言 一.计算机组成原理-背景 1.计算机的发展简史 2.计算机的分类 3.计算机的体系结构 4.计算机的层次与编程语言 5.计算机的计算单位 6.计算机的字符与编码集 二.计算机组成原理-组成 ...
- 计算机桌面刷新位置不可用,Win10开机提示桌面位置不可用的三种解决办法
Win10系统开机显示:位置不可用,C:\WINDOWS\system32\config\systemprofile\Desktop不可用.如果该位置位于这台电脑上,请确保设置或驱动器已连接,或者光盘 ...
- 台式电脑不能打开计算机窗口,电脑不能正常关机点击关机按纽无反应的三种解决办法...
不管是笔记本电脑还是台式电脑,都有可能出现不能关机的故障,点击关机按纽后没有反应或者是马上重启,如果遇到电脑不能关机的故障,我们应该如何去解决呢? 电脑不能正常关机,点击关机按纽无反应的解决方法,电脑 ...
- 深入浅出计算机组成原理学习笔记:局部性原理-数据库性能跟不上,加个缓存就好了(第36讲)...
平时进行服务端软件开发的时候,我们通常会把数据存储在数据库里.而服务端系统遇到的第一个性能瓶颈,往往就发生在访问数据库的时候. 这个时候,大部分工程师和架构师会拿出一种叫作"缓存" ...
- 计算机程序中断方式有几种,奥鹏离线作业计算机组成原理一、简答题1、请说明程序查询方式与中断方式各自的特点.2、提高存储器速度可采用哪些措施,请说出...
锅头 幼苗 共回答了17个问题采纳率:94.1% 1程序查询方式控制简单,但外设和主机不能同时工作,各外设之间也不能同时工作,系统的效率很低,因此适用于外设数目不多的.程序中断方式,无须等待查询,而是 ...
- 计算机组成原理 — 输入输出系统 — 存储控制器接口类型
ATA(IDE) ATA(Advanced Technology Attachment, 高级技术附加装置)起源于 IBM,是一个单纯的磁盘驱动器接口,不支持其他的接口设备,适配的是 IDE(Inte ...
最新文章
- 发布:IE自动打印插件
- annotation-config vs component-scan – Spring Core--转
- 离散傅里叶变换python_使用python实现离散时间傅里叶变换
- Orleans之EventSourcing
- Hibernate懒/急加载示例
- WCF中几个容易忽略的知识点
- 以前的(山寨机)手机是怎么逐渐消失的?
- 数据结构实验 5.二叉树深度
- 深度学习实践指南(二)—— 符号编程
- Nand Flash驱动程序分析
- java sqlite管理系统_java-SQLite操作系统抽象层?
- Android友盟分享7.1.5版本巨坑
- 74HC595原理图”中“ RCLK SRCLK SRCLR”是什么意思
- mfs网络分布式文件系统、高可用、iscsi存储方式的mfs、fence
- 转: 雅虎35条优化黄金守则
- 如何成为稀缺性人才?
- 如何用快搭低代码平台搭建CRM、MES等系统
- 让你能进“大厂”的数据分析项目是长怎样?全套路线(建议收藏)
- bash 将二进制转换为十进制_PowerShell把IP地址转换成二进制的方法
- 人生其实就好象一罐煤气