多級結構的存儲器系統簡介
多級結構的存儲器系統簡介
1. 概念與追求的目標
當前計算機系統中,采用三種運行原理不同、性能差異很大的存儲介質,來分別構建高速緩沖存儲器、主存儲器和虛擬存儲器
三級結構的存儲器系統如下圖所示:
這種多級結構的存儲器使CPU大部分時間訪問高速緩存(速度最快),;僅在從緩存中讀不到數據時,才去讀主存(速度略慢但容量較大);當從主存中還讀不到數據時,才去批量讀虛存(速度很慢容量極大),這樣就解決了對速度、容量、成本的需求。多級結構的存儲器具有良好的性能/價格比是建立在程序運行的局部性原理之上的。
2. 程序運行的局部性原理
◎在一小段時間內,最近被訪問過的程序和數據很可能再次被訪問。
◎在空間上,這些被訪問的程序和
數據往往集中在一小片存儲區
◎在訪問順序上,指令順序執行比
轉移執行的可能性大 (大約 5:1 )
3. 三級不同的存儲器存放的信息必須滿足以下兩個原則
(1)一致性原則:同一個信息在幾個級別的存儲器中必須保持相同的值。
(2)包含性原則:處在內層(更靠近CPU)存儲器中的信息一定被包含在各外層的存儲器中。
4.三級不同的存儲器的區別
選用生產與運行成本不同的、存儲容量不同的、讀寫速度不同的多種存儲介質,組成一個統一管理的存儲器系統。使每種介質都處于不同的地位,起到不同的作用,充分發揮各自在速度、容量、成本方面的優勢,從而達到最優性能價格比,以滿足使用要求?! ?br>
◎高速緩存:使用靜態存儲器芯片
◎主存儲器:使用動態存儲器芯片
◎虛擬存儲器:使用磁盤存儲器上的一片區域
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