组原中存取周期,存储单元,刷新,刷新周期,高速缓冲存储器,时间局部性,命中率,TLB(快表),cache一致性
时间: 2023-12-22 19:27:47 浏览: 194
1. 存取周期:存取周期是计算机组成中的一个概念,指的是CPU发出一次读写请求到该请求完成所需的时间,通常包括了地址总线选通、内存响应、数据总线传输等过程。
2. 存储单元:存储单元是计算机内存中存储数据的最小单位,通常是一个字节或一个字长。
3. 刷新:刷新是指定期将DRAM中的数据重新写回DRAM芯片的过程,以保证数据的正确性。DRAM中的存储单元需要不断地刷新,否则数据会逐渐丢失。
4. 刷新周期:刷新周期是指DRAM芯片需要进行一次刷新操作的时间间隔,通常是几毫秒到几十毫秒。
5. 高速缓存存储器:高速缓存存储器是一种速度非常快的内存,通常嵌入在CPU内部或者与CPU相连,用于存储最常用的数据或指令,以提高计算机的性能。
6. 时间局部性:时间局部性是指在一个较短的时间段内,CPU访问的数据或指令通常会集中在几个地方,因此,缓存可以利用这种局部性将最常用的数据或指令缓存起来,以提高访问速度。
7. 命中率:命中率是指CPU访问高速缓存时,所需的数据或指令在缓存中的比例。命中率越高,高速缓存就能发挥更大的性能优势。
8. TLB(快表):TLB是一种硬件缓存,用于存储CPU的虚拟地址和物理地址之间的映射关系,以提高地址转换的速度。
9. cache一致性:cache一致性是指当多个CPU同时访问同一块内存时,保证这些CPU看到的数据都是一致的。为了保证cache一致性,需要使用一些特殊的协议,如MESI协议等。
相关问题
2、列举存储系统中程序访问的局部性原理的若干应用。(Cache、快表TLB等)及应用该原理分析程序的效率。
程序访问的局部性原理包括时间局部性和空间局部性。其中时间局部性指的是程序中访问的数据在短时间内可能被多次访问;空间局部性指的是程序中访问的数据在空间上可能是连续的或者相邻的。
Cache是存储系统中应用空间局部性原理的典型例子。计算机中的Cache是指位于CPU和主存之间的一层高速缓存,用于存储CPU频繁访问的指令和数据。Cache中存储的内容是从主存中取出的数据块,当CPU需要访问某个数据时,首先在Cache中查找,如果找到则可以快速访问,否则需要从主存中读取,这个过程会导致较长的访问延迟。Cache利用了空间局部性原理,将频繁访问的数据块存储在高速缓存中,加速了CPU对数据的访问,从而提高了程序的执行效率。
快表TLB也是存储系统中应用空间局部性原理的典型例子。TLB是Translation Lookaside Buffer的缩写,用于存储虚拟地址到物理地址的映射关系。CPU在执行程序时,需要将虚拟地址转换为物理地址,这个过程需要访问主存中的页表,这会导致较长的访问延迟。为了加快地址转换的速度,CPU使用TLB来缓存虚拟地址到物理地址的映射关系。当CPU需要访问某个虚拟地址时,首先在TLB中查找,如果找到对应的物理地址,则可以快速访问,否则需要访问主存中的页表。快表TLB利用了空间局部性原理,将频繁访问的虚拟地址到物理地址的映射关系存储在高速缓存中,加速了地址转换的速度,从而提高了程序的执行效率。
除了Cache和快表TLB,还有一些应用时间局部性原理的技术,比如指令流水线和预取技术。指令流水线将指令执行过程分为多个阶段,每个阶段由不同的硬件单元完成,当一个指令的某个阶段执行完毕后,下一条指令就可以立即进入该阶段执行,从而加速指令的执行速度。预取技术通过预先从主存中读取数据块,将其存储在Cache中,以便CPU需要访问这些数据时可以快速访问,从而加速程序的执行速度。这些技术都利用了时间局部性原理,将频繁访问的指令和数据存储在高速缓存中,加速了程序的执行效率。
tlb、cache、page命中组合
TLB、Cache、Page命中组合是指在计算机系统中,当CPU需要访问内存中的数据时,先在TLB(Translation Lookaside Buffer)中查找对应的物理地址,如果找到了就是TLB命中;如果没有找到,则需要在Page Table中查找对应的物理地址,如果找到了就是Page命中;如果在Page Table中找不到对应的物理地址,就需要从主存中读取数据,此时如果主存中已经缓存了需要的数据,就是Cache命中。三者的命中组合可以影响计算机系统的性能和效率。
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