多级结构的存储器系统简介
多级结构的存储器系统简介
1. 概念与追求的目标
当前计算机系统中,采用三种运行原理不同、性能差异很大的存储介质,来分别构建高速缓冲存储器、主存储器和虚拟存储器
三级结构的存储器系统如下图所示:
这种多级结构的存储器使CPU大部分时间访问高速缓存(速度最快),;仅在从缓存中读不到数据时,才去读主存(速度略慢但容量较大);当从主存中还读不到数据时,才去批量读虚存(速度很慢容量极大),这样就解决了对速度、容量、成本的需求。多级结构的存储器具有良好的性能/价格比是建立在程序运行的局部性原理之上的。
2. 程序运行的局部性原理
◎在一小段时间内,最近被访问过的程序和数据很可能再次被访问。
◎在空间上,这些被访问的程序和
数据往往集中在一小片存储区
◎在访问顺序上,指令顺序执行比
转移执行的可能性大 (大约 5:1 )
3. 三级不同的存储器存放的信息必须满足以下两个原则
(1)一致性原则:同一个信息在几个级别的存储器中必须保持相同的值。
(2)包含性原则:处在内层(更靠近CPU)存储器中的信息一定被包含在各外层的存储器中。
4.三级不同的存储器的区别
选用生产与运行成本不同的、存储容量不同的、读写速度不同的多种存储介质,组成一个统一管理的存储器系统。使每种介质都处于不同的地位,起到不同的作用,充分发挥各自在速度、容量、成本方面的优势,从而达到最优性能价格比,以满足使用要求。
◎高速缓存:使用静态存储器芯片
◎主存储器:使用动态存储器芯片
◎虚拟存储器:使用磁盘存储器上的一片区域
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