"存储层次构造和性能优化：Cache-主存层次原理及实践"

计算机系统结构电子教案中的第7章主要讨论了存储层次的原理和性能目的。在计算机系统中，存储层次是由多种存储部件构成的复合存储系统，通过自动改换机制可以不断将大容量低速存储部件中的活跃内容复制到小容量高速存储部件中，以满足CPU的快速存取需求并提高存储容量和性价比。本章重点讨论了如何提高主存系统性能和性价比的构造化方法，尤其集中在Cache-主存层次的设计上，目标是优化流水线每拍完成一次访存的效率。在此过程中，引入了一些基本公式，如平均时间公式和实际时间公式，以帮助分析不同事件发生的概率和开销时间，从而优化存储系统的性能。 存储层次的定义是指由多种存储部件构成的复合存储系统，其中通过内部管理机构的自动改换机制可以将活跃内容从低速存储部件复制到高速存储部件，以提高存取速度和容量。这种设计既能满足CPU的需求，又具有较大的存储容量和较低的平均单位价钱，可以理解为同时满足三方面要求的理想单一存储部件。通过存储层次的设计，可以实现存储系统的性能最大化和成本最小化。 在存储层次中，我们需要考虑根本原理和性能目的。根本原理包括使用多种存储部件构成复合存储系统，并通过自动改换机制提高访问速度和存储容量。而性能目的则是优化存储系统的性能和价钱比，尤其集中在Cache-主存层次的设计上，以实现流水线每拍完成一次访存的效率。 在实际应用中，我们可以根据存储层次的原理和目的，使用基本公式来评估不同事件发生的概率和时间开销，以选择合适的设计方案。通过分析实践时间和理想时间的关系，可以更好地优化存储系统的性能和成本。 总的来说，存储层次是计算机系统中一个重要的组成部分，通过合理的设计和优化可以提高系统的性能和效率。在实际应用中，我们需要根据具体需求选择合适的构造化方法，并不断优化存储系统的设计，以满足不断增长的软件尺寸和CPU开展的需求。通过不断探索和改进，我们可以实现存储系统的最佳性能和成本效益。