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第三章存储系统（体系）设计

第三章存储系统（体系）设计

3.1存储系统原理

3.2交叉访问存储器

3.3虚拟存储器

3.4Cache存储器

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3.1存储系统原理

3.1存储系统原理

3.1.1存储系统的基本概念

v存储器的主要性能指标：

•容量:用字节B、千字节KB、兆字节MB和千兆字节GB

等单位表示。S=W·L·m

m

•速度:用访问时间T、存储周期T、频带宽度B

amm

B=W/T（单体）B=m×W/T（m体）

mmmm

•价格:用总价格和每位价格表示。c=C/SM

v无能同时满足容量、速度、价格三方面要求的存贮器

件，因此系统中必须使用多种不同工艺的存贮器组成存

储器系统。

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3.1.1存储系统的基本概念

3.1.1存储系统的基本概念

v在一台计算机中，通常有多种存储器

•种类：主存储器、Cache、通用寄存器、先行缓冲存储器、

磁盘存储器、磁带存储器、光盘存储器等

•材料工艺：ECL、TTL、MOS、磁表面、激光、SRAM、DRAM

•访问方式：直接译码、先进先出、随机访问、相联访问

v提高速度的两种方法：

•组成上采用并行和重叠技术，构成并行主存系统

•系统结构上发展存储体系，如Cache-主存-辅存

v存储体系（系统、层次）

•由多种不同的存储器件构成，在OS和辅助硬件管理下成为完

整的整体，以满足容量、速度、价格的要求。对应用程序员

透明。

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3.1.2多级存储层次

3.1.2多级存储层次

M1M2Mn

CPU(T,S,C)(T,S,C)(T,S,C)

111222nnn

(T,S,C)

T≈min（T,T…T）=T,用存储周期表示

12n1

S≈max（S,S…S）=S,用MB或GB表示

12nn

C≈min（C,C…C）=C,用每位的价格表示

12nn

v依据：程序访问的局部性原理

•M一般只存放M中近期使用过的块或页（时间局部性）；

ii+1

•取M字到M时把所在块或页整个取出来（空间局部性）。

i+1i

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常见的两种存储层次

常见的两种存储层次

存储系统Cache存储系统虚拟存储系统

组成