存儲器層次結構
一、存儲技術
1.三種常見的存儲技術:RAM、ROM、磁盤。
2.随機通路存儲器(RAM):有靜态RAM(SRAM)和動态RAM(DRAM)。
① SRAM:每個資料位存儲于一個“雙穩态的存儲單元”。 特點是:隻要有電,就永遠儲存它的值,比較抗幹擾。
② DRAM:一個DRAM晶片中所有單元(一個單元是一位),被分成d個超單元,每個超單元由w個單元構成。是以一個DRAM晶片能存儲d*w位。 這d個超單元組織成一個r行c列的矩陣。是以每個超單元有一個位址(i,j),i是行号,j是列号。

3.非易失性存儲器(ROM):有PROM、EPROM、E2PROM、FLASH。
4.磁盤存儲
① 磁盤構造:
每個表面是由一組稱為磁道(track)的同心圓組成;每個磁道被劃分成一組扇區(sector);每個扇區包含相等數量的資料位(通常是512位元組);這些資料編碼在扇區上的磁性材料中。扇區之間由一些間隙(gap)分隔開,這些間隙中不存在資料位。間隙存儲用來辨別扇區的格式化位。
② 磁盤容量:由記錄密度、磁道密度、面密度決定的。
即磁盤大小=扇區大小*每條磁道平均扇區數*每個面磁道的磁道數*每個盤片的面數*每個磁盤的盤數。
③ 通路時間:對扇區的通路時間有三個主要部分組成:尋道時間,旋轉時間和傳送時間。
a)尋道時間:為了讀取某個目标扇區的内容,傳動臂把讀/寫頭首先定位到包含目标扇區的磁道上。所需時間即為尋道時間,約等于最大旋轉時間。
b)旋轉時間:定位到期望的磁道後,驅動器等待目标扇區的第一個位旋轉到讀/寫頭下。
最大旋轉時間 = 1/最大旋轉數率
平均旋轉時間 = (1/2) * 最大旋轉時間。
c)傳送時間:平均傳送時間 = (1/最大旋轉數率) * (1/每磁道的平均扇區數)。
④ 邏輯磁盤塊:在通路扇區時,通常隻給出扇區的邏輯号,然後磁盤控制器會将邏輯号轉換為相應的盤片上的相應磁道的相應扇區。
二、局部性
1.局部性有兩種形式:時間局部性(temporal locality)和空間局部性(spatial locality)。在一個具有良好時間局部性的程式中,被引用過一次的存儲器位置很可能在不遠的将來再被多次引用;在一個具有良好空間局部性的程式中,如果一個存儲器位置被引用了一次,那麼程式很可能在不遠的将來引用附近的一個存儲器位置。
2.局部性基本原則:
三、存儲層次結構
1.存儲層次結構:
2.存儲層次結構的中心思想:
四、高速緩存存儲器
1.高速緩存存儲器由來:
2.(S、E、B、m):
3.參數小結:
4.每個組隻有一行(E = 1)的高速緩存被稱為直接映射高速緩存。
高速緩存确定一個請求是否命中,然後抽取出被請求的字的過程,分為三步:組選擇,行比對,字抽取。
如果把高速緩存看作一個關于組的一維數組,那麼這些組索引就是一個到這個數組的索引。如果我們把塊看作一個位元組的數組,而位元組偏移是這個數組的一個索引,而使用中間位做索引是為了提高緩存使用率。
五、參考資料:
1.深入了解計算機系統(第二版).pdf
2.http://www.cnblogs.com/mydomain/archive/2011/06/12/2079190.html
七、遇到的問題
一開始對磁盤的概念很模糊,感覺很抽象,後來在網上查閱資料以及對書上磁盤結構圖的仔細推敲,才了解了磁盤的結構。