什么是存储器存储结构的四级存储结构

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-10-15 13:02 标签： 存储器存储结构

  • 第一章 计算机系统概论
  • 第三章 数徝数据的运算
  • 第六章 中央处理器(CPU）
  • 第八章 输入输出(I/O)系统

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哈佛结构和普林斯顿结构（冯诺依曼结构）的理解 

1.哈佛结构处理器有两个明显的特点：
使用两个独立的存储器存储结构模块分别存储指令和数据，每个存储模块都不允許指令和数据并存； 
使用独立的两条总线分别作为CPU与每个存储器存储结构之间的专用通信路径，而这两条总线之间毫无关联 
改进的哈佛结构，其结构特点为： 
 使用两个独立的存储器存储结构模块分别存储指令和数据，每个存储模块都不允许指令和数据并存以便实现並行处理； 
 具有一条独立的地址总线和一条独立的数据总线，利用公用地址总线访问两个存储模块（程序存储模块和数据存储模块）公鼡数据总线则被用来完成程序存储模块或数据存储模块与CPU之间的数据传输；
2.普林斯顿结构，也称冯·诺伊曼结构，是一种将程序指令存储器存储结构和数据存储器存储结构合并在一起的存储器存储结构结构。程序指令存储地址和数据存储地址指向同一个存储器存储结构的不同粅理位置因此程序指令和数据的宽度相同，如英特尔公司的8086中央处理器的程序指令和数据都是16位宽 
目前使用冯·诺伊曼结构的中央处理器和微控制器有很多。除了上面提到的英特尔公司的8086，英特尔公司的其他中央处理器、安谋公司的ARM7、MIPS公司的MIPS处理器也采用了冯·诺伊曼结构。
 
哈佛结构是为了高速数据处理而采用的因为可以同时读取指令和数据（分开存储的）。大大提高了数据吞吐率缺点是结构复杂。
通用微机指令和数据是混合存储的结构上简单，成本低假设是哈佛结构：你就得在电脑安装两块硬盘，一块装程序一块装数据，內存装两根一根储存指令，一根存储数据……

  

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    《深入了解计算机系统》的存储器存储结构体系结构一章介绍了存储器存储结构的层次结构CPU内的L1级cache，主板上的L2级cache主存，磁盘速率逐级递减。
  

  

    高速的cache(L1,L2)一般使用SRAM技术实現以提高性能。
  

  

    主存使用DRAM技术现在使用的DDRAM是在SDRAM基础上的改进，SDRAM是指利用同步信号的动态随机访问存储器存储结构
  

  

    磁盘一般就是我们說的硬盘，使用一系列的盘片组合而成磁道就像树的年轮，柱面就是所有盘片上相同磁道号的组合磁道上每512k大小的空间分为扇区，内圈跟外圈的扇区数不一样磁盘上还有保留柱面作为损坏柱面的替补。
  

  

    通过索引位可以定位到哪一组缓存缓存组数S等于2的s次方。
  

  

    使用标記位可定位到某组缓存的某一行标记位的范围等于2的m次方。
  

  

    一行缓存可存储的数据空间称为块一般的可理解为一行等于一块，但行包括标记和有效位信息
  

  

    行的有效位如果是1（有效），则称为缓存命中按偏移位读取信息，每行最大存储字节数B等于2的b次方
  

  

    时间局部性：访问同一个地址空间的时间越短局部性越好。
  

  

    空间局部性：连续访问的地址越近局部性越好
  

  

    一般而已，我们需要更多的关注空间局部性这个对程序员来讲比较重要，尽量让程序访问连续的地址空间或距离最近的地址空间
  

  

    另外缓存的命中率对程序性能影响很大，某些時候需具体分析对于某个数据结构的定义是否会导致命中率下降从而影响性能下降，这块内容虽然大致理解但实际应用还不是很清楚，待继续深入研究
  

  

    说白了，就是注意两点空间局部性--尽量使用小步长；时间局部性--数据结构大小定义尽量小，至少控制在L1cache或L2cache大小内
  



                            

                                                

                    

                

            

            


            

                
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