计算机系统结构第四章.pptVIP

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频宽存储器频宽:存储器可提供的数据传送速率,即每秒钟传送的信息位数最大频宽BM:存储器连续访问时能提供的带宽。对虚拟存储器来说这个虚地址也仅是辅存的逻辑地址,辅存的实地址如下基本工作原理地址映象与变换方法Cache存贮器基本结构2Cache-主存地址映象与变换方法直接相联的地址映象规则③组相联映象方式组相联的映象规则非虚拟存储区域保护虚拟存储系统存储区域保护访问方式保护Ⅰ访问方式保护Ⅱ①全相联映象全相联:主存中的任一块可以被映像到Cache中的任意一个位置。Cache常包含几百个块,主存常包含几百万个块。优点:命中率较高,Cache的存储空间利用率高;缺点:线路复杂,成本高,速度低。②直接映象:1.主存与缓存分成同样大小的块;2.主存容量应是缓存容量的整数倍,将主存空间按缓存的容量分成区,主存中每一区的块数与缓存的总块数相等;主存中某区的一块存入缓存时只能存入缓存中块号相同的位置。直接映象公式:b=AmodC/Bb:Cache的块号A:主存的块号C/B:Cache的块数(循环分配)直接映象:主存中的每一块只能被放置到Cache中唯一的一个位置。优点:线路简单;缺点:命中率低。1.主存与缓存分成相同大小的块;2.主存容量是缓存容量的整数倍,将主存空间按缓存的大小分成区,主存中每一区的组数与缓存的组数相同。3.组间直接相联;组内全相联。组相联:主存中的每一块可以被放置到Cache中唯一的一个组中的任何一个位置。组相联是直接映象和全相联的一种折衷组间直接相联;组内全相联。组相联映象方式的优点:块的冲突概率比较低。块的利用率大幅度提高。块失效率明显降低。组相联映象方式的缺点:实现难度和造价要比直接映象方式高。④段相联映象方式段相联映象方式也是全相联与直接相联的一个折中方案。由于多个用户对主存的共享,就有多个用户程序和系统软件存于主存中.要防止由于一个用户程序出错而破坏其他用户的程序和系统软件,还要防止一个用户程序不合法地访问不是分配给它的主存区域.为此,系统应提供存贮保护.4.5主存保护存贮保护主要包括两个方面:存贮区域保护非虚拟存储区域保护虚拟存储区域保护访问方式保护对于不是虚拟存储器的主存系统可采用界限寄存器方式。由系统软件经特权指令设置上,下界寄存器为每个程序划定存储区域,禁止越界访问.由于用户程序不能改变上,下界的值,所以它如果出现错误,也只能破坏该用户自身的程序,侵犯不到别的用户程序及系统软件。界限寄存器方式只适用于每个用户占用一个或几个连续的主存区域;③段页式虚拟存贮器用户程序按段编写,每个程序段分成几个固定大小的页。段页式虚拟存贮器的地址变换方法:

(1)先查段表,得到该程序段的页表起始地址和页表长度;

(2)再查页表找到要访问的主存实页号;

(3)最后把实页号p与页内偏移d拼接得到主存的实地址。装入修改实页号标志用户号U段号S页内偏移页内偏移0/11pA实页号p虚页号P’As装入1修改0/1页表地址AAs段页式虚拟存贮器的地址变换2.地址映像和变换地址映象:是指某一数据在主存中的地址与在虚存中的地址两者之间的对应关系。页面争用(实页冲突):两个以上的虚页想要进入主存中同一页面位置的现象。映象方式的选择应考虑能否尽量减少实页冲突概率。页面位置02121......2ny’-12ny-1全相联映像每道程序任何虚页可映像到任何实页位置①全相联映像:每道程序的任何虚页可以映像装入到任何实页位置主存虚存实页号其它标志程序号U页内偏移Dp虚页号P某用户

虚地址目录表(按内容访问的相联存储器)页内偏移d实页号p程序号+用户虚页号U,P修改0/1主存实地址相联访问地址变换过程:把某用户虚地址中U与P拼接起来,相联访问目录表。读出主存实页号p,把p与多用户虚地址中的D拼接得到主存实地址。如果相联访问失败,发出页面失效请求。②目录表:用一个小容量高速存贮器存放页表目录表的主要优点:①与页表放在主存中相比,查表速度快。②不用设置装入位。目录表的主要缺点:①可扩展性比较差。

②主存储器容量增加时,目录表的造价高,速度降低。③外部地址变换页内地址Nr虚页号Nv虚地址块内地址块号柱面号磁头号磁盘机号Nd:Nvd虚拟存储器中还有虚拟地址到辅存实地址的转换.外页表内页表外部地址

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