《计算机系统结构》03存储系统.pptVIP

* 多体主存系统能够实现多个分体并行存取，一次访问并行读出的n个字不像单体方式那样一定是沿存储器顺序排列的存储单元内容，而是分别由各分体的地址寄存器指示的存储单元信息。与单体方式相比，多体方式控制线路较复杂，但其地址设置灵活，已被大多数大中型计算机所采用。 * 虽然多体并行主存系统和单体并行主存系统最大频宽可以相同，但多体地址可以灵活设置，只要是在不同分体中，就能得到比单体更高的频宽。因为程序常有转移出现，使得实际访问地址不一定均匀分布在交叉分体上，致使效率下降。统计表明，采用多体并行主存结构的计算机系统获得的实际频宽约是最大理想频宽的1/3。 * 虽然多体并行主存系统和单体并行主存系统最大频宽可以相同，但多体地址可以灵活设置，只要是在不同分体中，就能得到比单体更高的频宽。因为程序常有转移出现，使得实际访问地址不一定均匀分布在交叉分体上，致使效率下降。统计表明，采用多体并行主存结构的计算机系统获得的实际频宽约是最大理想频宽的1/3。 * 虽然多体并行主存系统和单体并行主存系统最大频宽可以相同，但多体地址可以灵活设置，只要是在不同分体中，就能得到比单体更高的频宽。因为程序常有转移出现，使得实际访问地址不一定均匀分布在交叉分体上，致使效率下降。统计表明，采用多体并行主存结构的计算机系统获得的实际频宽约是最大理想频宽的1/3。 * * * * * * Cache的设计要求是：在价格允许的前提下，提高命中率和缩短访问时间，尽可能减少因不命中造成的时间延迟以及为修改主存所花的时间开销。 * 标志交换方式，即只向Cache写入，并用标志注明，直至该块在替换中被排挤出来，才将该块写回主存，代替未经修改的原本；另一种称为写直达（也称为通过式写或通过式存），即在写入Cache的同时也写入主存，使原本和副本同时修改。 * * 标志交换方式，即只向Cache写入，并用标志注明，直至该块在替换中被排挤出来，才将该块写回主存，代替未经修改的原本；另一种称为写直达（也称为通过式写或通过式存），即在写入Cache的同时也写入主存，使原本和副本同时修改。 * * * * * * * * * * * * * * 3.6.1 主存保护 读--R 写--W 执行—E 区域保护＋访问方式保护 访问方式保护 3.6.2 主存控制部件 * 主存系统除存储体外，还要有复杂的主存控制部件（存控）来完成地址变换、存储保护的检验、错误检测及错误纠正、协调多个CPU和多个I/O处理机（通道）对主存的访问等功能。不同的计算机对存控的安排不同，有的把上述某些功能（如主存地址形成和读出信息的合并或分离）交由处理机实现。但是，不论放在哪里，上述这些控制功能是必须具备的。 存控是改善系统吞吐能力、提高系统速度和可靠性的不可缺少的部件，也是存储体系能有效工作的重要保障。 3.6.3 磁盘冗余阵列 * 磁盘阵列（Disk Array）可以有效提高存储系统的可靠性和性能。 它将数据分布到多个磁盘上（即数据带状分布），可以同时访问几个磁盘，提升了吞吐率；将数据在不同的磁盘上进行备份提高可靠性。 RAID（Redundant Array of Inexpensive Disk，廉价磁盘冗余阵列） 感谢聆听 Thanks?to?listen 段式存储是把一个程序分解成多个在逻辑上形成整体但相互独立或基本独立，且定义清楚的模块。 页式存储是把主存空间和辅存（或虚存）中的程序空间按固定大小（一般为512字节至几千字节）分成若干页。主存按页顺序编号（即物理页号）。每个程序各自按页顺序编号（即逻辑页号或虚存页号），而各页可以装入主存中不同的页面位置。 它是分段和分页相结合的一种存储管理方式，具有二者的综合优点，为大、中型计算机广泛采用。它把实存等分成页，程序按模块分段，每段再按实存页（也称为“实页”）同样大小的容量分成若干页面。 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 为了提高主存储器的吞吐率，可以采取多种措施，其中一种是增加一次访问主存读出的信息量，从一个单元增加到多个单元。这就要将存储器分成多个模块，可以并行地读出多个单元，这种存储器结构就是并行存储器（Parallel Memory）。 * * * 3.5.1 虚拟存储器基本结构和工作原理 * 虚拟存储器是指“主存-辅存”层次，它能使该层次具有辅存容量、接近主存的等效速度和辅存的每位成本，使程序员可以按比主存大得多的虚拟存储空间编写程序（即按虚存空间编址） Cache的主要作用是弥补主存和CPU之间的速度差距，因此它的管理部件是用硬件实现的，并对程序员透明。 虚拟存储器的主要作用是弥补主存和辅存之间的容量差距，因此它的管理部件基本上靠软件，适当结合硬件来实现，对系统程序员也不是透明的。