存储器层次机构ppt课件.ppt

《存储器层次机构ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第3章存储器层次机构主要内容：（一） 存储器的分类（二） 存储器的层次化结构（三） 半导体随机存取存储器1. SRAM存储器的工作原理2. DRAM存储器的工作原理（四） 只读存储器（五） 主存储器与CPU的连接（六） 双口RAM和多模块存储器（七） 高速缓冲存储器（Cache）1.程序访问的局部2. Cache的基本工作原理3. Cache和主存之间的映射方式4. Cache中主存块的替换算法5. Cache写策略（八） 虚拟存储器1.虚拟存储器的基本概念2.页式虚拟存储器3.段式虚拟存储器4.段页式虚拟存储器5.   TLB（快表）3.1概述存储器的地位不断上升1、存储器的运行

2、速度对计算机运行速度有很大影响。2、DMA方式提高了存储器的地位。3、存储器是多处理机系统信息交换的重要渠道。一、存储器分类1、按存储介质分类半导体存储器(semi-conductormemory)：随机存取存储器（简称RAM）和只读存储器（只读ROM）体积小、功耗低、存取时间短、易失性。磁表面存储器：磁盘、磁带、磁鼓磁芯存储器：硬磁材料的环状元件光盘存储器：激光、磁光2、按数据的可保存性分类随机存储器（RandomAccessMemory,RAM）易失性静态随机存储器、动态随机存储器只读存储器（ReadOnlyMemory,ROM）非易失性掩膜型只读存储器（ROM）、可编程只读存

3、储器（PROM）、可擦除可编程只读存储器（EPROM）、电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）2、按数据保存方式分类可擦除可编程只读存储器EPROM紫外线接收窗2、按数据保存方式分类电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）2、按数据保存方式分类Flash存储器关于闪存Flash-ROM已经成为了目前最成功、最流行的一种固态内存，与EEPROM相比具有读写速度快，而与RAM相比具有非易失、以及价廉等优势。Intel于1988年首先开发出NORflash技术芯片内执行（XIP，eXecuteInPlace），不必再把代码读到系统RAM中。NORflash读速度较快，写入和擦除速度较慢

4、。1989年东芝公司发表了NANDflash技术NAND结构能提供极高的单元密度，可以达到高存储密度，并且写入和擦除的速度也很快，这也是为何所有的U盘都使用NAND闪存做为存储介质的原因。应用NAND的困难在于闪存和需要特殊的系统接口。接口复杂。3、按在计算机中的作用寄存器高速缓冲存储器（cache）主存储器辅助存储器3、按在计算机中的作用寄存器高速缓冲存储器(Cache)主存储器辅助存储器为什么要采取金字塔型层次结构呢？存储器指标存储器有3个重要的指标：速度、容量和每位价格，一般来说，速度越快，位价越高；容量越大，位价越低，容量大，速度就越低。上述三者的关系：高低小大快慢外存寄存

5、器缓存主存磁盘光盘磁带光盘磁带速度容量价格位／CPUCPU内存磁盘、磁带、光盘高速缓冲存储器（Cache）FlashMemory存储器主存储器辅助存储器MROMPROMEPROMEEPROMRAMROM静态RAM动态RAM4.1存储器分类总结二、存储器的层次结构1、存储器各层位置及特点低CPU主存硬盘光盘磁带控制器运算器寄存器cache二、存储器的层次结构1、存储器各层位置及特点高低小大快慢辅存寄存器缓存主存磁盘光盘磁带光盘磁带速度容量价格位／CPUCPU主机二、存储器的层次结构1、存储器各层位置及特点高低小大快慢辅存寄存器缓存主存磁盘光盘磁带光盘磁带速度容量价格位／CPUCPU主

6、机目标：高速度、大容量、低成本。具体来说：接近高速缓存的速度、接近辅存的容量、接近辅存的平均每位成本。2、两个主要层次缓存——主存层次主要解决速度匹配和成本问题主存——辅存层次主要解决速度、容量、成本问题缓存CPU主存辅存10ns20ns200nsms地址空间虚地址（逻辑地址）：程序员编程时采用的地址（相对地址），地址空间大于实际主存。实地址（物理地址）：主存的实际地址虚地址实地址硬件：MMU软件：OS地址空间虚地址实地址硬件：MMU软件：OS0MOVAX,#41MOVBX,#22MOVCX,#63JMPLabel4ANDAX,#235ANDBX,#22Label:SUBDX,AX

7、20MOVAX,#421MOVBX,#222MOVCX,#6JMPLable……75ANDAX,#2376ANDBX,#2277Lable:78SUBDX,AX硬件：MMU软件：OS逻辑地址物理地址存储系统运行遵循的原理(1)程序运行的局部性原理程序的局部性原理是指程序总是趋向于使用最近使用过的数据和指令，也就是说程序执行时所访问的存储器地址分布不是随机的，而是相对地簇集；这种簇集包括指令和数据两部分。程序的时间局部性:是指程序即将用到的信息可能就是目前正在使用的信息