存储体系结构：Cache与虚拟存储器的层次设计

"低位交叉访问存储器的结构与存储层次技术" 本文主要探讨了计算机存储体系中的存储层次结构，特别是低位交叉访问存储器的概念。存储层次结构是基于访存局部性原理建立的，旨在通过结合不同性能、容量和价格的存储设备来优化整个系统的效率。 首先，存储层次结构的基本概念包括将多种存储器（如高速缓存Cache、主存和辅助存储器）集成在一起，形成一个统一的存储系统。这种结构利用了访存局部性原理，即程序倾向于在一段时间内重复访问同一区域的数据，分为时间局部性和空间局部性。时间局部性是指一旦某个数据被访问，它很可能在不久后再次被访问；空间局部性则指出，如果一个位置的数据被访问，其相邻的数据也可能会被访问。 早期的存储器系统中，主存和辅存是独立且不透明的，信息的交换需要通过运算器操作。随着技术的发展，主存-辅存层次结构应运而生，目的是解决存储容量问题。操作系统负责信息在主存和辅存之间的调度，而硬件则执行地址变换。这种层次结构使得主存和辅存之间的信息传输以页或段为单位，页的大小通常固定，而段的大小可以变化。当主存中找不到所需数据时，会发生失效，此时操作系统会进行程序切换，将所需数据从辅存调入主存。 Cache-主存层次结构是为了解决存储速度问题。Cache是一种高速小容量的存储器，位于CPU和主存之间，用于暂存频繁访问的数据，以减少主存的访问延迟。由于Cache的读写速度远高于主存，所以通过Cache可以显著提升系统的整体性能。当CPU访问数据时，如果数据在Cache中（命中），则直接从Cache读取；如果不在（未命中），则从主存获取，并可能将数据存入Cache，以备后续访问。 低位交叉访问存储器的结构并未在提供的信息中详细阐述，但可以理解为一种特定的存储器设计，可能涉及到如何更有效地组织和访问存储单元，以提高访问效率和系统性能。低位交叉访问可能涉及到存储器的地址映射方式，允许更快地访问位于低地址的存储单元，从而优化数据读取和写入的时间。 总结来说，计算机存储层次结构的关键在于平衡性能、容量和成本，通过Cache、主存和辅存的层次化组织，利用访存局部性提高整体系统效率。低位交叉访问存储器结构则是其中一种可能的优化策略，但具体实现细节需要进一步研究或查阅相关资料。