CPU控制下的磁盘扇区读取：层次结构详解

本资源是一份关于计算机系统基础的第六章PPT，主要探讨了层次结构存储系统的关键概念和技术。章节内容包括以下几个核心部分： 1. 存储器概述：首先介绍了存储器在计算机系统中的基本作用，强调了理解CPU执行指令时对存储器的依赖。 2. 主存与CPU连接：详细解释了主存如何与CPU连接，以及读写操作的过程，包括"装入"和"存储"指令的具体操作。这涉及到了主存模块的连接方式，以及指令的取指、取数和存数过程。 3. 磁盘存储器：讨论了磁盘作为长期存储介质的特点，以及其在数据访问中的角色。这里强调了磁盘访问相对于主存的延迟和访问速度的差异。 4. 高速缓冲存储器（Cache）：重点讲解了程序访问的局部性原理，以及Cache的工作原理和它如何通过缓存命中率提升程序性能。包括Cache行与主存块的映射方式以及Cache对程序效率的影响。 5. 虚拟存储器：探讨了虚拟地址空间的概念，以及虚拟存储器如何通过虚拟地址到物理地址的转换，提供更大的地址空间和更好的资源利用率。 6. IA-32/Linux中的地址转换：深入剖析了操作系统层面的地址转换过程，如查找Translation Lookaside Buffer（TLB）和页表，以及这些过程在访存操作中的作用。 在整个课程中，特别关注了硬件和操作系统之间的协调，以及访存操作过程中各个部件（如CPU、ALU、主存、Cache、磁盘等）之间的交互关系。通过学习这些内容，学生能够理解程序执行过程中的内存访问策略，提高程序设计的效率，并掌握如何利用层次化存储系统优化性能。 通过本章的学习，学生将掌握访问内存的不同层次，理解存储器层次结构的设计目的，以及如何在实际编程中充分利用这些技术。这对于理解现代计算机系统的工作原理和优化编程实践至关重要。