计算机组成原理与语言程序设计第6章技术总结.pptVIP

6.4.2 Cache的组织 1.地址映像 （1）直接映像 主存的页只能复制到某一固定的Cache页。 容易实现，但缺乏灵活性 Cache与主存空间划分成相同大小的页（块） （2）全相连映像 主存的每一页可映像到Cache的任一页。 映像关系灵活，但速度慢。 （3）组相连映像 主存与Cache都分组 比直接映像灵活，比全相联映像速度快。 主存页与Cache组号固定映像 Cache组内自由映像 2.替换算法 （1）先进先出算法FIFO （2）最近最少使用算法LRU 按页面调入Cache的先后顺序决定调出顺序 近期使用最少的页面先调出 3.Cache的读/写过程 读 将主存地址同时送往主存和Cache Cache命中 Cache失败 从主存读 将数据送访存源 写 写回法 写直达法 同时写Cache和主存 Cache页被替换时，才写入主存 4.多层次Cache存储器 片内Cache（L1） 片外Cache（L2） 集成在CPU芯片内 安装在主板上 统一Cache 分离Cache 指令和数据在同一个Cache中,在取指令和取数的负载之间自动平衡。 指令和数据分别在不同的Cache中， 避免了Cache在指令预取器和执行单元之间的竞争。 L1 第5节 外部存储器 主要技术指标 存储密度 单位长度内存储的二进制位数 存储容量： 一台外部存储器所能存储的二进制信息总量 主要特点：大容量、永久存储 位密度 面密度 单位面积内存储的二进制位数 作用：存访暂不运行的程序和数据 速度指标 平均寻址时间 数据传输率 平均寻道时间 平均旋转延迟 Kb/s、KB/s 误码率： 读出时出错的概率 6.5.1 硬磁盘存储器 1.硬盘的基本结构与分类 适用于调用较频繁的场合，常作主存的直接后援。 硬盘 硬盘驱动器 硬盘适配器 硬盘控制逻辑及接口 盘片、磁头 定位系统、传动系统 组成 按盘片是否可换分类 可换盘片式 固定盘片式 按盘片尺寸分类 14、8 英寸 5.25、3.5、2.5 英寸 1.8、1.3 英寸 2.信息分布 盘组： 多个盘片，双面记录。 各记录面上相同序号的磁道构成一个圆柱面。 圆柱面： 扇区（定长记录格式） 数据块 记录块（不定长记录格式） 无扇区化分 磁道： 盘片旋转一周，磁化区构成的闭合圆环 存储密度 道密度 位密度 单位长度内的磁道数 磁道上单位长度内的二进制位数 各道容量相同,各道位密度不同,内圈位密度最高。 非格式化容量 =内圈位密度×内圈周长×道数/面×面数 格式化容量 =扇区容量×扇区数/道×道数/面×面数 3.磁头定位系统 驱动磁头寻道并精确定位 （1）步进电机定位机构 （2）音圈电机定位机构 用于小容量硬盘 用于较大容量硬盘 4.寻址过程与数据存取 驱动器号、圆柱面号、磁头号、 扇区号（记录号）、交换量。 寻址信息 寻址操作 定位（寻道）： 磁头径向移动 寻找起始扇区： 盘片旋转 数据传输率 外部传输率 内部传输率 5.硬盘控制逻辑 硬盘适配器和硬盘驱动器的功能如何划分？ （1）按ST506/412标准划分 （2）按IDE标准划分 （3）按SCSI标准划分 6.硬盘的软件管理层次与调用方法 软件层次： 编程界面 INT 13H INT 21H 磁盘扇区读/写、检查 磁盘文件操作 硬盘控制功能划分 6.5.2 软磁盘存储器 软盘 存储器 软盘驱动器 1.组成 软盘片 独立装置 软盘控制器 主机与软盘驱动器之间的 数据交换及控制 2.信息分布与寻址信息 单片，双面记录。 磁道上长度相同的区段， 容量1.2MB的软盘，每面80道。 盘片： 扇区： 磁道： 存放数据块 寻址信息： 台号、磁头号、磁道号、扇区号、交换量 驱动器号 记录面号 扇区数 可拆 3.磁道记录格式 例：定长记录格式 磁道时间 磁道 索引脉冲 间隔 扇区1 扇区2 扇区n 间隔 扇区i 标志区： 标志信息、 标志区校验码CRC 数据区： 地址标志、数据字段、数据区CRC 4.机械结构 （1）主轴驱动装置 （2）磁头定位装置 （3）加载机构 直流电机带动盘片旋转 步进电机、开环控制 使磁头位于与盘片接触的读/写位置 微型机中广泛使用IBM34系列磁道格式 6.5.3 光盘存储器 1.光盘存储器的种类 （1）只读型光盘（CD-ROM） 固定型光盘 （2）只写一次型光盘（WORM） CD-R为主 （3）可擦写型光盘 磁光盘（MO） 相变光盘（PCD） 热-磁效应 热-光效应 2.光盘盘片结构 夹层结构 3层结构： 基片、反射层、存储介质层，保护层 3.光盘存储器的组成 盘片、驱动器和控制器 如：CD-RW 两张基片粘接，记录面朝里 6