存儲(chǔ)系統(tǒng)
計(jì)算機(jī)對(duì)存儲(chǔ)器的要求是容量大,速度快氨菇,成本低儡炼。為了解決這三方面的矛盾,計(jì)算機(jī)采用多級(jí)存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)查蓉,即cache乌询,主存和外存。cpu能直接發(fā)你給我內(nèi)存(cache豌研, 主存)妹田,但不能直接訪問外存。存儲(chǔ)器的技術(shù)指標(biāo)有存儲(chǔ)容量鹃共,存取時(shí)間鬼佣,存儲(chǔ)周期,存儲(chǔ)器帶寬及汉。
廣泛使用的SRAM和DRAM都是半導(dǎo)體隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器沮趣,前者速度比后者快,按集成度不如后者高坷随。二者的有點(diǎn)是體積小房铭,可靠性高,價(jià)格低廉温眉,缺點(diǎn)是斷電后不能保存信息缸匪。只讀存儲(chǔ)器和閃速存儲(chǔ)器正好彌補(bǔ)了SRAM和DRAM的缺點(diǎn),即使斷電后也能保存原先使用的數(shù)據(jù)类溢,特別是閃速存儲(chǔ)器能提供高性能凌蔬,低功耗露懒,高可靠性以及瞬時(shí)啟動(dòng)能力,因而有可能使現(xiàn)有的存儲(chǔ)器體系結(jié)構(gòu)發(fā)生重大變化砂心。
雙端口存儲(chǔ)器和多模塊交叉存儲(chǔ)器屬于并行存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)懈词。前者采用空間并行技術(shù),后者采用時(shí)間并行技術(shù)辩诞。
相聯(lián)存儲(chǔ)器不是按地址而是按內(nèi)容訪問的存儲(chǔ)器坎弯,在cache中用來存放地址表,在虛擬存儲(chǔ)器中用來存放段表译暂,頁表和快表抠忘。在這兩種應(yīng)用中,都需要快速查找外永。
cache是一種告訴緩存存儲(chǔ)器崎脉,是為了解決CPU和內(nèi)存之間速度不匹配而采用的一項(xiàng)重要的硬件技術(shù),并且發(fā)展為多節(jié)cache體系伯顶,指令cache和數(shù)據(jù)cache分設(shè)體系囚灼。要求cache的命中率接近于1.主存于cache的地址映射有全相連,直接砾淌,組相連三種方式啦撮。其中組相連方式是前兩者的折中方案谭网,適度的兼顧了兩者的優(yōu)點(diǎn)又盡量避免其缺點(diǎn)汪厨,從靈活性,命中率愉择,硬件投資來說較為理想劫乱,因而得到普遍采用。
虛擬存儲(chǔ)器指的是主存-外存層次锥涕,它給用戶提供了一個(gè)比實(shí)際主存空間大得多的虛擬地址空間衷戈。因此虛擬存儲(chǔ)器只是一個(gè)容量非常大的存儲(chǔ)器分邏輯模型,不是任何實(shí)際的物理存儲(chǔ)器层坠,按照主存-外存層次的信息傳送單位不同殖妇,虛擬存儲(chǔ)器有頁式,段式破花,段頁式三類谦趣。
多個(gè)用戶共享主存時(shí),系統(tǒng)應(yīng)提供存儲(chǔ)保護(hù)座每。通常采用的方法存儲(chǔ)區(qū)域保護(hù)和訪問方式保護(hù)前鹅,并用硬件來實(shí)現(xiàn)。有些機(jī)器中提供特權(quán)指令來實(shí)現(xiàn)某種保護(hù)峭梳。