存储系统(1)存储系统的层次结构

1. 目的

  为了解决计算机容量,价格,速度之间的关系

2.层次

  1). 逻辑上分为以下层次:

          CPU(通用寄存器) <-> cache <-> 主存 <-> 辅存

  2). 主要层次:

    • cache:提高访问速度

    • 虚拟存储器:提高存储器容量

3.原则

  1).包含性原则:上层存储器存储内容为下层存储器一部分内容的副本。比如cache内容为主存某一部分内容的副本。

  2).一致性原则:不同层次存储器内容保持一致。(涉及写回策略)

4.指标(命中率)

  1).概念:CPU访存时在cache中找到所需信息的概率

  2).如何保证命中率:(局部性原则:)

    • 时间局部性原则: 刚刚被访问过的数据有可能再次被访问

    • 空间局部性原则: 一段时间内被访问的数据往往保存在一小段区域

  2).影响因素:

    • 程序执行地址流分布情况

    • cache替换算法

    • cache容量

    • cache块大小及预取算法

  4).公式:

    • H = N1 / N          //h:命中率, N1:cache命中次数, N:访存总次数

    • F = 1 - H           //F: 失效率

    • Ta = H*Tc + (1-H)*Tm    //Ta:平均访存时间, Tc:cache存取时间, Tm:主存存取时间

    • Sp = Tm / Ta         //加速比

    • e = Tc / Ta          //访问效率

原文地址:https://www.cnblogs.com/gstblog/p/6432490.html