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高速緩沖存儲器的概念

來源:成都網站建設 時間:2016-11-21 點擊次數:1618

  對大量的程序動作結果的分析表明,CPU訪問存儲器時,在一個較短的時間間隔內由程序產生的地址,即訪問的存儲器單元往往集中在存儲器邏輯地址空間的很小范圍內,這種內部范圍存儲器地址,的頻繁訪問的現象稱為"程序訪問的局部性",又稱為"空間局部性",另外,如一個存儲單元一旦被訪問,則它將很快再被訪問,這稱為"時間局部性".根據這種原理在CPU和存儲器之間設置一個高速小容量存儲器,滿足程序訪問局部性的要求,我們將這個調整小容量存儲器稱為高速緩沖存儲器,有時也稱為緩存或者調整緩存.

  必須指出高速緩沖存儲器的地址空間是與一部分主存空間相重疊的,而且調整緩沖存儲器各單元的內容與相應的主存單元內容應保持一致.

  主存的與緩存字塊的對應方式通常采用地址映射的方法,映射方法有三種方式:

  1.直接映射.把主存和緩存劃分為具有同樣大小 的字塊,這樣只需判斷所需要的字塊是否已在調整緩沖存儲器中標記,就訪問調整緩沖存儲器,這稱為"命中",如果不命中就訪問主存讀入新的字塊,并用新字塊替換緩存中的舊字塊,同時置標記.采用這種方法緩存的空間得不到充分利用.

  2.聯想映射.允許主存中的每一個字塊映射到緩存中任何一個字塊的位置,可采用任何一種替換算法,確定從已被占滿的調整緩沖存儲器中替換出任何一個舊字塊,這種方法須增加標記位長,在搜索緩存中的時,采用一個聯想存儲器,以便找到按內容與之的那些存儲單元.

  3.分組聯想映射,采用上述兩種方法的結合,這需要把主存地址字段劃分為字塊內地址,調整緩沖存儲器組地址以及標記位,每組需要一個聯想的存儲器.

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