计算机组成原理笔记——4存储系统层次结构

第四章 存储系统

4.1存储系统层次结构

4.1.0主存储器的技术指标

4.1.1基本存储体系

4.1.2主存速度慢的原因

• 主存增速和CPU增速不同步
• 指令执行期间多次访问存储器

4.1.3主存容量不足的原因

• CPU、主板相关技术因素
• 应用对主存的需求不断扩大（大型游戏）
• 价格原因

4.1.4存储体系的层次化结构

哈弗结构：是一种将指令储存和数据储存分开的存储器结构

可支持：数据和指令的并行存储，指令预取，提高处理器的执行效率

指令和数据可以有不同的数据宽度

• 存储系统层次结构由Cache 、主存、辅助存储器三级体系构成
• 存储系统层次结构缓解了主存容量不足和速度不快的问题
• 构建存储系统层次结构的的原理是局部性原理
• 构建存储系统层次结构还有利于降低存储系统的价格

结构示意图

4.1.5存储体系的层次化结构的理论基础

局部性原理

对于下面程序段：

• 时间局部性

现在被访问的信息2，在不久的将来还将再次被访问。

时间局部性的程序结构体现：循环结构

• 空间局部性

现在访问2，下次访问2附近的信息

空间局部性的程序结构体现：顺序结构

• 备注

• 局部性包括时间局部行和空间局部性
• 局部性是保证存储系统层次结构高效的基础