看星猩的柴狗
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计算机组成原理-Cache的基本概念和原理

文章目录

  • 存储系统存在的问题
  • Cache的工作原理
  • 局部性原理
  • 性能分析
  • 例题
  • 界定何为局部
  • 部分问题
  • 总结

存储系统存在的问题

增加Cache层来缓和CPU和主存的工作速度矛盾
计算机组成原理-Cache的基本概念和原理_第1张图片

Cache的工作原理

启动某个程序后，将程序的代码从辅存中取出放入内存中，再从内存中将代码移动到Cache中，这样当CPU执行该程序的代码时，可以直接从Cache中取，更加快速
计算机组成原理-Cache的基本概念和原理_第2张图片

局部性原理

空间局部性：最近未来要用到的信息在存储空间中是相邻的
时间局部性：最近未来要用到的信息可能是已经用到过的信息
（这里的信息指的是数据或者指令）
计算机组成原理-Cache的基本概念和原理_第3张图片

性能分析

两种访问方式

  • 第一种：
    先访问Cache，若未命中，再访问内存。
    平均访问时间大于访问Cache的时间，小于访问Cache的时间加上访问内存的时间和

  • 第二种
    同时访问Cache和内存
    平均访问时间大于访问Cache的时间，小于访问内存的时间

计算机组成原理-Cache的基本概念和原理_第4张图片

例题

访问方式不同，计算平均访问时间的方式也有所不同
计算机组成原理-Cache的基本概念和原理_第5张图片

界定何为局部

主存被分为大小相等的一个一个块，当需要将主存的某数据放入Cache中时，需要将该数据所在的块算作局部一起放入Cache中的某个块（是复制不是剪切）

计算机组成原理-Cache的基本概念和原理_第6张图片

部分问题

对应关系即复制到Cache中的哪个块
数据副本即复制的一份
在这里插入图片描述

总结

计算机组成原理-Cache的基本概念和原理_第7张图片

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