虚拟地址详解：南航计算机原理课件第七章

本篇文档围绕南航计算机组成原理课程的第七章“MemoryHierarchy”展开，主要讨论了四个关键主题： 1. **存储器概述和RAM芯片** - 该部分介绍了存储器的基础概念，包括记忆单元（存储基元），其为物理器件能表示二进制0和1的状态。存储单元和编址单位的概念被阐述，即具有相同地址的位构成一个存储单元，存储体则是由所有存储单元组成的矩阵。 2. **主存与CPU的连接与操作** - 讲述了主存模块与CPU的连接方式，以及“装入”和“存储”指令的操作过程。这部分强调了主存读写操作的时间和效率，以及它们在数据传输中的作用。 3. **高速缓冲存储器（Cache）** - 这里重点分析了程序访问的局部性原理，cache的基本工作原理，以及cache行和主存块之间的映射策略。此外，还探讨了cache如何影响程序性能，它在提高数据访问速度方面的重要性。 4. **虚拟存储器** - 虚拟地址空间的概念被详细解释，包括虚拟地址到物理地址的转换机制，以及虚拟存储器的实现和存储保护。讲解了基本术语如编址方式（如字节编址和按字编址）和存储器地址寄存器（MAR）和数据寄存器（MDR或MBR）的作用。 存储器按照工作性质和存取方式被分类为： - 随机存取存储器（RAM），强调读写时间与位置无关，通常指内存，现代DRAM可能因行缓冲存在位置依赖性。 - 顺序存取存储器（SAM），读写时间受位置影响，如磁带。 - 直接存取存储器（DAM），如磁盘，可直接定位并顺序访问数据块。 此外，还有按存储介质分类的半导体存储器，如双极型技术。 通过这些内容，学习者可以深入理解计算机内存体系结构，从硬件层面掌握虚拟地址、物理地址、TLB（Translation Lookaside Buffer）、页表以及缺失处理等核心概念，这对于理解计算机系统的性能优化和内存管理至关重要。南航考研学生可以通过这些知识，巩固对计算机组成原理的理解，为考试和实际项目开发打下坚实基础。