存储器???——》CPU内部的通用寄存器组、CPU内的Cache(高速缓存)、CPU外部的 Cache、主板上的主存储器、主板外的联机(在线)磁盘存储器以及脱机(离线) 的磁带存储器和光盘存储器等;
Cache和主存之间的交互功能全部由硬件实现,而主存与辅存之间的交互功能可由硬件和软件结合起来实现;
存储器分类???——》 (1)按存储器所处的位置分类???——》
(1)按存储器的构成材料分类???——》 磁存储器???——》用磁性介质做成; 半导体存储器???——》双极型和MOS型; 光存储器???——》利用光学方法读/写数据的存储器; (1)按存储器的工作方式分类???——》读/写存储器、只读存储器; (1)按访问方式分类???——》按地址访问、按内容访问; (1)按寻址方式分类???——》 1、随机存储器???——》访问任何一个存储单元所需的时问是相同的; 2、顺序存储器???——》时间与数据所在的存储位置相关; 3、直接存储器???——》介于随机存取和顺序存取之间的一种寻址方式; 注意: 磁盘是一种直接存取存储器, 它对磁道的寻址是随机的, 而在一个磁道内则是顺序寻址; |
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相联存储器???——》一种按内容访问的存储器; 工作原理???——》把数据或数据的某一部分作为关键字, 按顺序写入信息,读出时并行地将该关键字与存储器中的每一单元进行比较,找出存储器中所有与关键字相同的数据字???——》适合于信息的检索和更新; 可用在高速缓冲存储器中,在虚拟存储器中用来作为段表、 页表或快表存储器用在数据库和知识库中; |
高速缓存???——》用来存放当前最活跃的程序和数据; Cache组成???——》控制部分、存储器部分; 控制部分???——》判断CPU要访问的信息是否在cache存储器中;???——》命中:直接对 Cache存储器寻址;???——》未命中:按照替换原则决定主存的一块信息放到 Cache存储器的哪一块里; 高速缓存中的地址映像方法???——》 地址映像???——》将主存地址转换成Cache存储器的地址; 在CPU工作时,送出的是主存单元的地址,而应从Cache存储器中读/写信息; |
Cache的地址映像???——》
直接映像???——》指主存的块与Cache中块的对应关系是固定的;???——》主存中的块只能存放在Cache存储器的相同块号中; 优点???——》地址变换很简单; 缺点???——》灵活性差; |
全相联映像???——》主存与Cache存储器均分成大小相同;???——》允许主存的任一块可以调入 Cache存储器的任何一个块的空间中; 【例子】主存为64MB,Cache为32KB,块的大小为4KB(块内地址需要12位)???——》主存分为16384块,块号从0~16383,表示块号需要14位; Cache分为8块,块号为0~7???——》表示块号需3位; 优点???——》主存的块调入 Cache的位置不受限制, 十分灵活; 缺点???——》无法从主存块号中直接获得 Cache的块号,变换比较复杂,速度比较慢; |
组相联映像???——》将 Cache中的块再分成组;???——》组采用直接映像方式而块采用全相联映像方式; 替换算法???——》 随机替换算法、先进先出算法、近期最少使用算法、优化替换算法(必须先执行一次程序,统计 Cache的替换情况); Cache的性能分析???——》 假设Cache访问和主存是同时启动的; Cache存储器的等效加权平均访问时间???——》 解析: 为Cache的命中率,为 Cache的存取时间, 为主存的访问时间; 假设Cache不命中时才能启动主存; Cache存储器的等效加权平均访问时间???——》 解析: 为Cache命中时的访问时间,,为失效访问时间; cache的命中率与Cache容量的关系是???——》Cache容量越大,则命中率越高,随着 Cache容量的增加,其失效率接近 0%(命中率逐渐接近100% );???——》增加Cache的成本和Cache的命中时间; |
多级Cache???——》L1 Cache、L2 Cache等; 访问顺序???——》L1,L2一直加下去; 特点???——》
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虚拟存储器???——》把很大的程序(数据)分成许多较小的块,全部存储辅存中; 运行时,把要用到的程序(数据)块先调入主存,并且把马上就要用到的程序块从主存调入高速缓存; 应用程序员不用考虑如何把程序地址映像和变换成实际主存的物理地址???——》由系统自动完成???——》虚存技术对于应用程序员来说是透明的;
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虚拟存储器管理方式???——》 页式虚拟存储器???——》以页为信息传送单位的虚拟存储器; 页???——》几百字节到几千字节; 为实现页式管理,需建立虚页与实页间的关系表,,称为页表; 在页表及变换软件的控制下,可将程序的虚拟地址变换为主存的实地址; 优点:页表硬件少,査表速度快,主存碎片少 ; 缺点:不利于存储保护;???——》分页无逻辑意义,; |
段式虚拟存储器???——》以程序的逻辑结构形成的段作为主存分配依据的一种段式虚拟存储器的管理方法; 为实现段式管理,需建立段表; 在段地址变换机构及软件的控制下,可将程序的虚拟地址变换为主存的实地址; 优点:段的界限分明;支持程序的模块化设计;易于对程序段的编译、修改和保护;便于多道程序的共享; 缺点:段的长度不一,主存利用率不高,产生大量内存碎片,造成浪费;段表庞大,査表速度慢; |
段页式虚拟存储器???——》页式虚拟存储器和段式虚拟存储器相结合的一种管理方式;???——》程序按逻辑结构分段, 每一段再分成若干大小固定的页;???——》程序的调入/调出是按页进行的;程序又可按段实现保护; 缺点:地址变换速度比较慢; |
外存储器
外存储器???——》存放暂时不用的程序和数据,并且以文件的形式存储 ; CPU不能直接访问外存中的程序和数据, 只有将其以文件为単位调入主存才可访问; |
一个硬盘驱动器内可装有多个盘片,组成盘片组,每个盘片都配有一个独立的磁头; 所有记录面上相同序号的磁道构成一个圆柱面,其编号与磁道编号相同将文件存储在硬盘上时尽可能放在同一圆柱面上,或者放在相邻柱面上,这样可以缩短寻道时间; 磁道???——》盘片划成许多同心圆;???——》从外到里编号,最外一圈为0道,往内道号依次增加; 道密度???——》沿径向的单位距离的磁道数;, 単位为tpi (每英寸磁道数); 扇区???——》将一个磁道沿圆周等分为若干段???——》存放一个固定长度的数据块(512B); 位密度???——》磁道上单位距离可记录的位数称为,単位为bpi(每英寸位数); 每条磁道都记录同样多的信息;???——》每条磁道上的扇区数相同;每个扇区的大小又一样; 里圈磁道圆周比外圈磁道的圆周小, 所以里圈磁道的位密度要比外圈磁道的位密度高最内圈的位密度称为最大位密度 |
外存储器主要构成???——》磁表面存储器(如磁盘、 磁带) 、光盘存储器; 磁盘存储器???——》存取速度较快, 且具有较大的存储容量; 磁盘存储器组成???——》盘片、驱动器、控制器、接口; 1、盘片???——》存储信息; 2、驱动器???——》驱动磁头沿盘面径向运动以寻找目标磁道位置,驱动盘片以额定速率稳定旋转,并且控制数据的写入和读出; 3、控制器???——》接收主机发来的命令, 将它转换成磁盘驱动器的控制命令, 并实现主机和驱动器之间数据格式的转换及数据传送,以控制驱动器的读/写操作; 4、接口???——》主机和磁盘存储器之问的连接逻辑; |
硬盘的寻址信息由硬盘驱动号、圆柱面号、磁头号(记录面号)、数据块号(或扇区号)以及交换量组成; 磁盘容量计算公式,可以参考这里“【软考】——磁盘与流水线”; 按盘片是否固定、 磁头是否移动等指标;硬盘分类???——》移动磁头固定盘片的磁盘存储器、 固定磁头的磁盘存储器、 移动磁头可换盘片的磁盘存储器和温彻斯特磁盘存储器 (简称温盘); 光盘存储器???——》一种采用聚焦激光束在盘式介质上非接触地记录高密度信息的新型存储装置; 光盘存储器组成???——》光学、电学和机械部件等; 特点: 记录密度高、存储容量大、采用非接触式读/写信息(光头距离光盘通常为2mm)、信息可长期保存(其寿命达10年以上)、采用多通道记录时数据传送率可超过200MB/s、 制造成本低、对机械结构的精度要求不高、存取时间较长; |
磁盘阵列技术
磁盘阵列???——》由多台磁盘存储器组成的一个快速、 大容量、 高可靠的外存子系统; 廉价磁盘阵列 |
存储域网络???——》把一个或多个服务器与多个存储设备连接起来,每个存储设备可以是RAID、磁带备份系统、磁带库和 cD-ROM库等; |
软考题
64位和32位微处理器,不能以2倍关系描述???——》运算速度;
通用寄存器的位数、数据总线的宽度、能同时进行运算的位数;