计算机组成原理第三章 存储系统

1、评价存储器的性能指标有哪些?

  • 容量
    存储器可以存储的二进制信息总量称为存储容量。存储容量有以下两种表示方法:
    (1)位表示方法。以存储器中的存储单元总数与存储字位数的乘积表示。如1K x 4位,表示该芯片有1K个单元(1K=1024),每个存储单元的长度为4个二进制位。
    (2)字节表示方法。以存储器中的存储单元总数表示(一个存储单元由8个二进制位组成,称为一个字节,用B表示)。如128B,表示该芯片有128个单元。
  • 存取速度
    (1)存取时间:又称为存储器访问时间,是指启动一次存储器的操作(读或写分别对应取与存)到该操作完成所经历的时间。
    (2)存取周期:连续启动两次访问操作之间的最短时间间隔。不同于存取时间,对于主存而言,该时间段内不进行数据的读或写,用于存储器状态恢复。并为下一次有效的存取操作预留时间,该时间值略大于存取时间。
    计算机组成原理第三章 存储系统_第1张图片
  • 存储器的可靠性:可靠性用平均故障间隔时间MTBF(Mean Time Between Failures)来衡量。可以理解为两次故障之间的平均时间间隔。MTBF越长,表示可靠性越高,保持正确工作的能力越强。

2.存储字长和数据字长的概念

  • 存储字长:主存的一个存储单元所存储的二进制位数。
  • 数据字长(简称字长):计算机一次能处理的二进制数的位数。
  • 存储字长与数据字长不一定相同,如对于32位的计算机,所采用的存储字长可以是16位、32位或64位。

3.各类存储器在计算机的大致位置

计算机组成原理第三章 存储系统_第2张图片高速缓存处于CPU与主存之间,主存介于高速缓存和外存之间。越靠近CPU的存储器,其存储速度越快,但容量相对来说就小。

4.大端存放与小端存放

设某32位的整数0x12345678,采用大端或者小端模式在内存中的存储如表:

存放方式 主存字地址 主存单元中的字节地址
大端方式 0 12 34 56 78
小端方式 4 78 56 34 12

*采用大、小模式对数据进行存放的主要区别在于存放字节的顺序:
(1)大端存放将数据的高位字节存放在主存低地址单元,这样进行数据存放符合人类的正常思维。
(2)小端存放将数据的低位字节存放在低地址单元,这样进行数据存放有利于计算机处理。

5.边界对齐的数据存放方法

  • 背景:现代计算机中内存空间按照字节编址,从理论上讲似乎对任何类型变量的访问可以从任何地址开始,但是实际情况却是在访问特定类型变量时经常在特定的内存地址访问,这就是需要各种类型数据按照一定的规则在空间上排列,而不是顺序的一个接一个的存放。

  • 数据按照边界对齐的方式存放可以提高存储系统的访问效率,此时,一个读写周期就可以访问一个字,否则就可能需要花费两个甚至多个读写周期才能访问一个字。

  • 设某计算机字长32位,则半字长16位,双字长64位,可得知边界对齐的数据存放如下:

你可能感兴趣的:(计算机组成原理)