计算机组成原理第四章存储器

1.主存中存储单元地址的分配

例：对24位地址线的主存而言，按字节寻址的范围是16M，而对于按字寻址需要观察

即每一个存储字包含几个独立寻址的字节，若包含4个，则按字寻址为4M，若包含两个，则按寻址为8M

2.主存的技术指标

主存的主要技术指标是存储容量和存储速度

（1）存储容量

存储容量=存储单元个数*存储字长

也可以用字节总数来表示（1字节=8字长）

存储容量=存储单元个数*存储字长/8

例：某机存储容量为256MB，则按字节寻址的地址线位数应对应28位

（2）存储速度

存储速度由存取时间和存储周期表示

存储时间是指启动一次存储器操作（读或写）到完成该操作所需的全部时间

存储周期是指存储器进行连续两次独立的存储器操作（如连续两次读操作）所需的最小间隔时间

（3）存储器带宽

它表示单位时间内存储器存取的信息量，单位可用字/秒或字节/秒或位/秒1

1ns=10-9s

为了提高存储器的带宽，可以采用一下措施

1.缩短存取周期 2.增加存储字长，使每个存储储周期可读/写更多的二进制位数 3.增加存储体

3.Cache-主存地址映射

cache的作用：解决CPU和主存速度不匹配的问题

不能将Cache的容量扩大取代主存，原因是（1）Cache容量越大，成本越大，难以满足人们追求价格的要求

（2）如果取消主存，当CPU访问Cache失败时，需要将辅存的内容调入Cache再由CPU访问，造成CPU等待时间太长，损失更大。

（1）直接映射

每个主存块只与一个缓存块相对应

一个缓存块对应若干个主存块

缺点：不够灵活，每个主存块只能固定地对应某个缓存块，即使缓存内还空着许多位置也不能占用，使缓存的存储空间得不到充分地利用

（2）全相连映射

允许主存中每一字块映射到Cache中的任何一块位置上

缺点：这种方式所需的逻辑电路甚多，成本较高，实际的Cache还要采用各种措施来减少地址的比较次数

（3）组相联映射

（4）命中率

h=Nc/Nc+Nm 

Nc为访问cache的总命中次数,Nm为访问主存的总次数

（5）访问效率

例：

假设主存容量为512KB，Cache容量为4KB，每个字块为16个字，每个字32位。

（1）Cache地址有多少位？可容纳多少块

根据1K=2^10B 1M=2^10K   4K=2^12

所以cache地址有12位

根据8bit(位)=1B(字节)

所以一个字4Byte