第2章 存储系统(第09讲).ppt

《第2章 存储系统(第09讲).ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、计算机组成与系统结构第二章存储系统（第09讲）12.1.1对存储系统的性能要求1.存储系统的成本:每位成本:P=C/S;C—总价,S—容量2.存取速度：存取时间TA、存储周期TM3.存储器带宽BM：BM=W/TM(存储器的数据宽度/存储周期)4.存储容量C：表示了在一个存储器中可以容纳的存储单元总数。5.信息的可靠保存性,非易失性和可更换性（非）易失性的、有源（无源）存储器6.存取方式随机存取存储器、顺序存取存储器2处理器寄存器高速缓冲存储器主存储器（SRAM,DRAM)辅助存储器（磁盘存储器等）大容量（海量）存储

2、器（光盘、磁带存储器）图2.2存储系统的层次结构CPU芯片内主机内外部设备联机存储联机文件可卸存储2.1.2存储系统的分层结构3(1)存储系统层次解决了哪3个基本指标之间的矛盾？容量、速度、价格(2)实现存储器层次结构的先决条件（基础）是什么？存储器访问的局部性原理(3)用什么度量存储器层次结构的优劣？存储系统的命中率2.1.2存储系统的分层结构4处理器寄存器高速缓冲存储器主存储器（SRAM,DRAM)辅助存储器（磁盘存储器等）大容量（海量）存储器（光盘、磁带存储器）图2.2存储系统的层次结构CPU芯片内主机内外部

3、设备联机存储联机文件可卸存储Cache-主存虚拟存储器(主存-辅存)5透明性概念：本身存在的事务或者属性，从某种角度来看似乎是不存在的。例如：浮点数表示、乘法指令对高级语言程序员、应用程序员透明对汇编语言程序员、机器语言程序员不透明6虚拟存储器（主存-辅存层次）和cache-主存层次遵循的原则：（1）把程序中最近常用的部分驻留在高速的存储器中。（2）一旦这部分变得不常用了，把它们送回到低速的存储器中。（3）这种换入换出是由硬件或操作系统完成的，对用户是透明的。（4）力图使存储系统的性能接近高速存储器，价格接近低速存

4、储器。72.1.3虚拟存储器(virtualmemory)1、什么是虚拟存储器举例：电视机屏幕主存虚拟存储器是以存储器访问局部性原理为基础，建立在主—辅存体系上的存储器管理技术。基本思想:通过某种策略,把辅存中信息的一部分调入主存,在用户面前呈现的是比主存大得多的地址空间。82.1.3虚拟存储器(virtualmemory)所谓虚拟存储器,是指以透明方式提供给用户一个比实际内存大得多的作业地址空间。它不是任何实际的物理存储器，而是一个容量非常大的存储器的逻辑模型。以处理机提供的逻辑地址访问虚拟存储器，用户可在非常大

5、的地址空间中放心地安排自己的程序和数据，就仿佛真有这么大的内存空间一样。92.1.3虚拟存储器(virtualmemory)虚拟存储的关键在于将进程访问的地址空间与物理存储器的实际地址空间分离开来。被进程访问的地址称为虚拟地址(VirtualAddresses)，而在物理存储器中的可用地址称为物理地址(RealAddresses)。虽然进程运行时访问的是虚拟地址，但它们实际上是运行于物理存储器中。因此，在进程运行过程中，虚拟地址必须能够被转化为物理地址，这可以通过动态地址转换(DynamicaddressTrans

6、lation，DAT)机制来完成，如下图所示：102.1.3虚拟存储器(virtualmemory)112.1.3虚拟存储器(virtualmemory)虚拟(虚、逻辑)地址:是访问虚拟空间的指令地址码。物理(实、实存)地址:实际主存的地址。虚拟地址空间：程序的逻辑地址空间。物理地址空间：主存地址空间。122.1.3虚拟存储器(virtualmemory)2、存储器管理主存—辅存的基本信息传送单位：段、页。页式管理--定长,以页为单位装入程序。段式管理--不定长,以程序模块大小分割。段页式管理132.1.3虚拟存储

7、器(virtualmemory)3、页式虚拟存储器(1)特点：虚拟存储器(虚存)与实存的空间划分是等长的块,称虚页和实页。每页长度是2的整数幂,从512B几KB.(2)地址:由页号和页内地址两部分组成.虚存地址：逻辑页号+页内地址实存地址：物理页号+页内地址(3)虚--实地址转换:虚页号实页号（虚页号>>实页号)页表虚页号页内地址页表实页号页内地址=高低142.1.3虚拟存储器(virtualmemory)(4)页表机制页表:它是一张虚地址页号与实地址页号的对照表。它是存储管理软件在主存运行时，为每个程序自动建立

8、的。存放在主存特定区域。对程序员是透明的.页表信息字:它是按虚页号排列来描述每张虚页的状况.含实页号和其它信息,是虚页号实页号对照152.1.3虚拟存储器(virtualmemory)实页号实空间0123456012301程序A虚页程序X虚页25630虚页号1实页号23其他信息(a)程序A地页表(b)虚-实页号对应关系图2.4页表及其用法162.1.3虚拟