物联网全栈教程：主存与Cache交互分析

"主存每次只能读或写一个字-0【连载】物联网全栈教程-从云端到设备（全集）" 这篇内容主要涉及计算机系统结构中的内存管理，特别是Cache的工作原理及其对主存访问的影响。以下是相关知识点的详细说明： 1. **主存访问特性**： - 主存每次只能读或写一个字，这意味着每次操作的单位是字，而不是多个字或字节。 - 访存比例中，25%的访问是写操作，75%是读操作。 - 存储器的最大流量为10^9字/s，包括读和写。 2. **Cache工作模式**： - 按写分配法：在写失效时，被写入的数据不仅更新Cache，还会立即写回主存。 - 写直达Cache（Write-Through）：写操作会同时更新Cache和主存，如果命中则访问主存一次。 - 写回法Cache（Write-Back）：只有当Cache块被替换出去时，修改过的数据才会写回主存。 3. **主存频带使用计算**： - 对于写直达Cache，访问命中时，读操作不访问主存，写操作访问主存一次。访问失效时，无论是读还是写，都会访问主存多次。 - 对于写回法Cache，访问命中时，写操作同样会访问主存一次。访问失效时，除了读和写操作需要访问主存，写操作还需要额外的写回操作，因此访问主存次数更多。 4. **Cache命中和失效的处理**： - 访问命中分为读命中和写命中，根据Cache策略会有不同次数的主存访问。 - 访问失效分为读失效和写失效，通常需要从主存加载新的数据块，并可能涉及主存的多次访问。 5. **其他计算机系统结构概念**： - 层次机构：计算机系统由多级层次构成，每一层有不同抽象级别。 - 虚拟机：通过软件模拟硬件环境，使程序能在不同环境下运行。 - 计算机系统结构：程序员看到的计算机属性，包括透明性概念。 - 计算机组成：逻辑实现层面，涉及数据流和控制流的组成。 - 计算机实现：物理层面的实现，如硬件组件、物理结构等。 - Amdahl定律：系统性能提升的限制。 - 程序的局部性原理：程序执行时数据访问的集中性，包括时间局部性和空间局部性。 - CPI：每条指令的平均时钟周期数，用于衡量处理器效率。 - 测试程序套件：用于评估计算机性能的一组多元化应用程序。 - 存储程序计算机：遵循冯·诺依曼结构的计算机，程序存储在内存中并按顺序执行。 这些知识点体现了计算机系统中内存管理、Cache优化以及性能评估等方面的基础理论，对于理解和设计高效计算机系统至关重要。