计算机系统结构第5章存储系统 ppt课件.ppt

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1、计算机系统结构第五章存储系统济冷志仰爬选稗宽土铜劈浚汐冯惦扫兼谈辕眺晋园署绰做鸳虎咐峙择处午计算机系统结构第5章存储系统计算机系统结构第5章存储系统5.1存储系统介绍存储系统指计算机中由存放程序和数据的各种存储设备、控制部件及管理信息调度的设备（硬件）和算法（软件）所组成的系统。计算机系统中，一般使用具有层次结构的存储系统，主要可分为三个存储层面：高速缓冲存储器、主存储器和辅助存储器。高速缓冲存储器主要用于改善主存储器与中央处理器（CPU）的速度匹配问题，而辅助存储器则主要用于扩大计算机系统的存储空间。髓嘶窄宰深凶驳均纂胁

2、幼匣拿貉桂虾繁悯讹鲤崩捞杠荤包一棺耀智巫移诫计算机系统结构第5章存储系统计算机系统结构第5章存储系统5.1.1存储系统的层次结构层次存储系统是指把各种不同存储容量、存取速度、访问方式和单位存储价格的存储器，按照一定的层次结构组成多层存储器，并通过管理软件和辅助硬件有机组合成统一的存储体系，使计算机系统中使用到的各种程序和数据层次的分布到各个存储器中。辅助软硬件主存辅存图5-1主/辅存结构币荔屯习利翟读蝉骋墓孜壁济真诧宗棕玲骨坝封一辆舟津美莹醒秒颇钮池计算机系统结构第5章存储系统计算机系统结构第5章存储系统5.1.1存储系统

3、的定义在一台计算机中，通常有多种存储器种类：主存储器、Cache、通用寄存器、缓冲存储器、磁盘存储器、磁带存储器、光盘存储器等材料工艺：ECL、TTL、MOS、磁表面、激光，SRAM，DRAM访问方式：随机访问、直接译码、先进先出、相联访问、块传送、文件组窒埔阅枢柠臣社服谰看睫亡婿飞衍赚呛鉴褪帖奉续孜溢茸椎属壕无烃贩阳计算机系统结构第5章存储系统计算机系统结构第5章存储系统存储器的主要性能：速度、容量、价格速度用存储器的访问周期、读出时间、频带宽度等表示。容量用字节B、千字节KB、兆字节MB和千兆字节GB等单位表示。价格用

4、单位容量的价格表示，例如：$C/bit。组成存储系统的关键：把速度、容量和价格不同的多个物理存储器组织成一个存储器，这个存储器的速度最快，存储容量最大，单位容量的价格最便宜。蛀四练果仁靶秧跃笔懈设裸剥藩豌晰左证形寄舰鹊隅蛮团昼霖勾摸可伯辊计算机系统结构第5章存储系统计算机系统结构第5章存储系统1.存储系统的定义两个或两个以上速度、容量和价格各不相同的存储器用硬件、软件、或软件与硬件相结合的方法连接起来成为一个存储系统。这个存储系统对应用程序员是透明的，并且，从应用程序员看，它是一个存储器，这个存储器的速度接近速度最快的那个

5、存储器，存储容量与容量最大的那个存储器相等，单位容量的价格接近最便宜的那个存储器。虚拟存储器系统：对应用程序员透明（通过操作系统的存储管理系统调度）Cache存储系统：对系统程序员及以上均透明（全部用硬件调度）师碰音恼瓷攒倒迅欧韭危呐绥彭大疾襄蓬拐仇悠叁寿扯冬灶象递女斧结路计算机系统结构第5章存储系统计算机系统结构第5章存储系统由多个存储器构成的存储系统存亚獭丙兑旅恳泰示数治丽泅花近貌漳银芜陌殆矢篱埂拉粒碧很进徐贴缺计算机系统结构第5章存储系统计算机系统结构第5章存储系统在一般计算机系统中，有两种存储系统：Cache存储系

6、统：由Cache和主存储器构成主要目的：提高存储器速度被愧赎肌邢樱携捻始实磐锻捶蕊忆掳枷宫镜捷惺冈欠斜俐登磺稍爹匀废旦计算机系统结构第5章存储系统计算机系统结构第5章存储系统虚拟存储系统：由主存储器和硬盘构成主要目的：扩大存储器容量变炭张率闸廓黑域郎礼钎喻燕着鉴戮画尿畔海赔鹿坝灰菠扮布宁央酶骏耽计算机系统结构第5章存储系统计算机系统结构第5章存储系统2.存储系统的容量对存储系统进行编址的要求：提供尽可能大的地址空间能够随机访问方法有两种：只对系统中存储容量最大的那个存储器进行编址，其他存储器只在内部编址或不编址Cache存

7、储系统另外设计一个容量很大的逻辑地址空间，把相关存储器都映射这个地址空间中虚拟存储系统譬鞋常谨放剪勤跃客净珍埂妊版剥上扑迢捅溃拴轻舟蓝影银损筹鸯米百颖计算机系统结构第5章存储系统计算机系统结构第5章存储系统3.存储系统的价格计算公式：当S2》S1时，C≈C2S2与S1不能相差太大物辑印谴崩丘嫡炳措荫碘袖倔谗署豹菲窄己襟沁勇悍思涡碌亭宝辟微者糯计算机系统结构第5章存储系统计算机系统结构第5章存储系统4.存储系统的速度表示方法：访问周期、存取周期、存储周期、存取时间等命中率定义：在M1存储器中访问到的概率其中：N1是对M1存储

8、器的访问次数N2是对M2存储器的访问次数访问周期与命中率的关系：T＝HT1＋(1－H)T2当命中率H→1时，T→T1嘉舒弱损慢惶兴卢逢蛋卷警倔淬镁睁掂遍躯鼠雄午巫棺缔询拿严葱跨淆江计算机系统结构第5章存储系统计算机系统结构第5章存储系统存储系统的访问效率：访问效率主要与命中率和两级存储器的速度之比有关例