HUST存储系统设计全关通过经验分享

资源摘要信息:"本文件标题为《存储系统设计(HUST) 1-7关全部通过》，描述涉及了在计算机架构与组成原理课程中，针对存储系统设计的一系列实验任务。这些实验任务由第1关至第7关组成，每一关都聚焦于存储系统中的不同组件和结构，涵盖了从基本存储器到复杂缓存设计的各个方面。 第1关：汉字字库存储芯片扩展实验 在这一关中，学生们需要了解和掌握存储芯片的扩展技术。汉字字库存储通常是大规模的，可能超过单一存储芯片的容量，因此需要通过扩展技术来实现。常见的扩展技术包括存储器位扩展、字扩展、字位扩展等。该实验可能要求学生设计电路或编写代码，实现汉字字库在存储器中的扩展。 第2关：MIPS寄存器文件设计 MIPS寄存器文件是处理器中用于暂存指令执行过程中的数据的一个组件。它通常包含一个或多个寄存器组，用于存放临时数据。本实验要求学生根据MIPS架构设计寄存器文件，这可能包括了解寄存器的组织结构、读写逻辑以及与其他处理器部件的接口。 第3关：MIPS RAM设计 随机存取存储器（RAM）是计算机内存的核心部分，它允许数据被快速读写。在这一关中，学生需要设计一个模拟的MIPS RAM模块，这可能涉及理解不同类型的RAM技术（如DRAM和SRAM）、地址解码以及读写控制逻辑。 第4关：全相联cache设计 缓存（Cache）是位于CPU和主存之间的高速存储器，它能够显著减少CPU访问主存的时间。全相联（fully associative）cache设计是指缓存中的任何一块数据都可以放置在缓存中的任何位置。这一关需要学生理解全相联缓存的工作原理，并进行相关的设计实践。 第5关：直接相联cache设计 直接相联（direct-mapped）cache设计则是缓存中的每个主存块只能够被映射到固定的缓存行中。这一关涉及的设计任务将帮助学生理解直接映射缓存的概念，以及其优缺点。 第6关：4路组相连cache设计 组相连（set-associative）cache是介于全相联和直接相联之间的设计，将缓存分为多个组，每个组内的数据可以映射到多个位置。4路组相连表示每个组有4个位置供映射。在这一关中，学生需要设计并理解这种缓存结构如何工作，以及它如何平衡访问速度和硬件复杂性。 第7关：2路组相连cache设计 与4路组相连cache设计类似，2路组相连意味着每个组有两个位置供映射。这一关让学生进一步探索组相连缓存的配置，并比较不同配置对性能和成本的影响。 标签‘作业’表明这些任务是作为课程作业来完成的，而文件名称列表中提到的‘头歌实验储存系统设计’可能是实验指导文件或实验报告的一部分。 从以上内容可以看出，这些实验任务覆盖了存储系统设计的基础知识，同时也涉及到了较为高级的缓存设计概念，适合计算机科学与技术专业的学生用于实践和巩固理论知识。"