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(一)存储器层次结构
存储器的中心思想:K层的更快、更小的存储设备是K+1层更慢、更大的存储设备的高速缓存。
(二)缓存
(1)两个概念
- 高速缓存:第k层是k+1层的高速缓存
- 缓存:是一个过程,使用高速缓存的过程。
(2)缓存原理
(三)缓存命中
当程序需要某个数据块data时,先在本层K层进行查找,若在K层找到data数据块,就说明缓存命中。
(四)缓存不命中
当程序需要的数据块data在k层未找到,即缓存不命中。当发生缓存不命中时,第K层的缓存从K+1层取出包含data的数据块,若K层缓存已满,则将会覆盖一个现存的块(缓存策略:决定覆盖哪个块)。
(五)缓存策略
缓存策略:决定覆盖哪个块。
(1)调用缓存策略条件
- (1)发生缓存不命中
- (2)该层缓存已满
覆盖一个现存块的过程叫做替换或者驱逐这个块(牺牲块)。
(2)缓存策略
- 随机替换策略:随机选择一个块进行替换
- LRU:一个具有最近最少使用的块进行替换
(六)缓存不命中的类型
(1)冷缓存
该层存储设备上的数据块为空
(2)冲突不命中
这种缓存不命中的结果是使用了取模的放置策略导致的。
取模的放置策略:
解释:当K层要使用0时,K层的发生缓存不命中,此时要去k+1层取0数据块,根据取模放置策略,将0数据块覆盖在8数据块上。若是在K层访问8号数据块,此时发生缓存不命中,此时去k+1层上去取8数据块,根据取模放置策略,将8数据块覆盖0数据块。如此的反复下去,每次缓存都会发生不命中。这就是冲突不命中类型。
(3)容量不命中
例如:一个循环来访问同一个数组中的所有元素。这个块的集合称为工作集。当工作集超过缓存大小时,缓存会发生容量不命中。
(七)缓存管理
(软件和硬件)将各个缓存设备划分成块、在不同层次间传送块、判断是否缓存命中并处理他们。
今天的文章存储器的层次结构_计算机中存储器的主要功能[通俗易懂]分享到此就结束了,感谢您的阅读。
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