西安电子科技大学计算机学院Sunday,January26,202509:29:55PM计算机组成与体系结构第4章存储系统4.3高速缓冲存储器4.3.0存储体系24.3.0存储体系存储体系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。Cache存储系统：对系统程序员以上均透明虚拟存储器系统：对应用程序员透明34.3.0存储体系一般计算机系统中主要有两种存储体系：Cache存储体系：由Cache和主存储器构成；主要目的是提高存储器速度。虚拟存储体系：由主存储器和磁盘存储器构成；主要目的是扩大存储器容量。44.3.0存储体系1.存储体系的容量要求：提供尽可能大的地址空间能够随机访问方法：①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存储系统②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——虚拟存储系统存储体系的性能参数54.3.0存储体系2.存储体系的价格每位平均价格：当SM2>>SM1时，c≈c2再加上由于采用存储体系所必须增加的辅助软、硬件价格存储体系的性能参数M1M2c1、SM1、TA1c2、SM2、TA2c、SM、TA每位价格存储容量（bit）访问时间二级存储体系SSScScMMMMc21221164.3.0存储体系3.存储体系的速度访问时间TA、存储周期TM、频宽（带宽）Bm命中率H：CPU产生的逻辑地址能在M1中访问到的概率。访问时间与命中率的关系：TA＝HTA1＋(1－H)TA2当命中率H→1时，TA→TA1存储体系的性能参数211NNNH在M1中访问到的次数在M2中（未调到M1中）的次数74.3.0存储体系3.存储体系的速度存储层次的访问效率e：结论：访问效率主要与命中率和两级存储器的速度之比有关。存储体系的性能参数),()1(1)1(12211112AATTAAAAATTHfHHTHTHTTTeAA命中率相邻二级的访问时间比rr=TA2/TA1M1M2c1、SM1、TA1c2、SM2、TA2c、SM、TA84.3.0存储体系3.存储体系的速度提高存储体系速度的途径：①提高命中率H；②两个存储器的速度不要相差太大，即减小r。存储体系的性能参数其中：第二条有时做不到（如虚拟存储器），这时，只能依靠提高命中率。1.00.80.60.40.2命中率H00.20.40.60.81.0r＝1r＝2r＝10r＝100访问效...
