系分考試知識點-高速緩衝器及計算

計算機採用多極存儲器體系,包括寄存器、Cache、主存儲器磁盤存儲器、光盤存儲器、磁帶存儲器等
存儲器中數據常用的存取方式有順序存取、直接存取、隨即存取和相連存取等4種。
順序存取,數據以記錄的形式保存,讀取按照存儲順序訪問,如磁帶
直接存取:使用共享讀寫裝置對所有數據進行訪問,但每個數據塊都有唯一的地址,讀取數據裝置可以直接按照地址讀取到數據。磁盤存儲器
隨即存取:存儲器的每一個可尋址單元都具有自己唯一的地址和讀取裝置,系統可以在相同時間內對另外一個單元進行訪問,與訪問序列沒有關係。
相聯存取,根據內容進行讀寫存儲器的每一個可尋址單元都具有自己唯一的地址和讀取裝置,讀寫時間爲一個常數,如Cache


存儲器系統的性能主要由存取時間、存儲器帶寬、存儲器週期和數據傳輸率等來衡量

Cache
Cache的功能:提高CPU數據輸入輸出的速率,圖片所謂的“馮諾伊曼瓶頸”,即CPU與存儲據系統間數據傳送帶寬限制。

命中率
如果以h代表對Cache的訪問命中率,t1標示Cache的週期時間,t2標示主存儲器週期時間,以讀操作爲例,使用“Cache+主存儲器”的系統的平均週期爲t3,則
t3=h*t1+(1-h)*t2
其中(1-h)又稱爲失效率
例如:若Cache的存取速度是主存儲速度的10倍,且命中率可達到0.,則CPU對該存儲系統的平均存取週期爲:
t3=0.8*(t2/10)+0.2*t2=0.28t2

淘汰算法:
先進先出算法和近期最少使用算法

地址映像
地址映像是將主存與Cache的存儲空間劃分爲若干大小相同的頁(或塊)。
例如某機的主存容量爲1GB,劃分爲2048頁,每頁512K,Cache容量爲8MB,
劃分爲16頁、每頁512KB

映像方式
直接映像
主存標記      Cache頁號         頁內地址
7位            4位                 19位
|<---------主存頁號-->|
                  |<--------Cache地址------->

流水線效率計算公式
n爲部件數量
     n(∑△ti)
E=------------
    (∑ti)+(n-1)MAX(△ti)

 


 

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