§4通道(CH) CH的基本工作原理 CH执行CH程序的过程 CH的任务 二、CH流量计算和时空图绘制 CH的类型 CH流量计算 字节多路CH响应处理时空图的绘制 1)计算每个子CH提供一个字节时间(1/f 2)画出一个完整申请周期时空图 3)计算字节多路CH对每个字节响应的最长用时
§4通道（CH） 一、CH的基本工作原理 CH执行CH程序的过程 CH的任务 二、CH流量计算和时空图绘制 CH的类型 CH流量计算 字节多路CH响应处理时空图的绘制 1）计算每个子CH提供一个字节时间（1/f） 2）画出一个完整申请周期时空图 3）计算字节多路CH对每个字节响应的最长用时
子CH 等待5μs 0102030405060708090100t(u
子CH 5 4 3 2 1 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 t (μs) 等待5μs
第四章存贮体系 §1引言 一、存贮体系原理 1存贮器的参数不足 1)容量不足的解决办法 ①直接增加主存容量(S) 这种办法从第一代到现在都采用,但只有此法不够, 因此法随容量S↑增加,总价格C总↑,C位不变,用 此法不能使C位↓,因而不可能提高性能价格比
一、存贮体系原理 1 存贮器的参数不足 1）容量不足的解决办法 ①直接增加主存容量（S） 这种办法从第一代到现在都采用，但只有此法不够， 因此法随容量S↑增加，总价格C总↑，C位不变，用 此法不能使C位↓，因而不可能提高性能价格比
1CPU内部 通用寄存器堆 第1层 存 容[指令、数据缓冲栈}第2层 量 越 Cache 来 第3层 (静态随机存储器SRAM) 越 大 主存储器 第4层 位 (动态随机存储器DRAM) 访问速度越来越快 价 格 联机外部存储器 越 (硬盘) 第5层 来 越 脱机外部存储器 第6层 (U盘、磁带、光盘等) 存储器的层次结构图
通 用 寄 存 器 堆 指 令、数 据 缓 冲 栈 C ache （静态随机存储 器SR A M） 主存储器 （动态随机存储器DRAM） 联机外部存储器 （硬盘） 脱机外部存储器 （U盘、磁带、光盘等） CPU内部 第1层 第2层 第3层 第4层 第5层 第6层 存储容量越来越大，位价格越来越低 访问速度越来越快 存 储 器 的 层 次 结 构 图
②采用两级存贮器 利用低价格的辅存扩充存贮容量,三种信息: 活跃的信息,即当前正在使用的 待命的信息,将要使用的; 静止的信息,已被使用而不再处理。 可将活跃的和部分待命的信息放在主存,其余放在 辅存,以减少主存容量的要求,从而可降低C位。 在采用两级存贮器后,主辅存之间的信息调出与调进 的问题 Ⅰ)由程序员考虑和安排—增加了程序员的负担 Ⅱ)用辅助机构自动定位,从而引出了虚拟存贮器
②采用两级存贮器 利用低价格的辅存扩充存贮容量，三种信息： 活跃的信息，即当前正在使用的； 待命的信息，将要使用的； 静止的信息，已被使用而不再处理。 可将活跃的和部分待 命的信息放在主存，其余放在 辅存，以减少主存容量的要求，从而可降低C位。 在采用两级存贮器后，主辅存之间的信息调出与调进 的问题。 Ⅰ）由程序员考虑和安排——增加了程序员的负担。 Ⅱ）用辅助机构自动定位，从而引出了虚拟存贮器
③虚拟存贮器 将高速辅存(如磁盘)伪装成主存访问,信息在主存 辅存之间的调进(与调出)完全由辅助机构自动完成, 象这种将主存与辅存作为有机整体的存贮系统称为虚拟 存贮器 2)速度不足 ①存贮器的速度往往是整个计算机系统速度的一个瓶颈 ②办法之一是直接提高主存速度,此法也在采用,但此 法随存贮器速度的提高位价格C位↑ ③在CPU和主存之间加入高速缓存( cache) cpu cache主存
③虚拟存贮器 将高速辅存（如磁盘）伪装成主存访问，信息在主存、 辅存之间的调进（与调出）完全由辅助机构自动完成， 象这种将主存与辅存作为有机整体的存贮系统称为虚拟 存贮器。 2）速度不足 ①存贮器的速度往往是整个计算机系统速度的一个瓶颈。 ②办法之一是直接提高主存速度，此法也在采用，但此 法随存贮器速度的提高位价格 C位↑。 ③在CPU和主存之间加入高速缓存（cache）。 CPU cache 主存
让CPU直接面对与它的速度相匹配的 cache访问,此法 也需要在CPU与 cache之间利用辅助机构完成 cache与主存 之间的信息调进调出, cache与主存作为一个有机整体, 这也是一种存贮体系结构,称C主存体系。 2存贮体系中的辅助机构功能 1)地址映象功能:解决将M2中的信息采用何种规则调 入到M中(即调入规则问题) CPU-M1-M2 2)地址变换功能:根据映象规则,如何将包括M2在内 的大空间的地址变换为CPU能直接访问的M1中的地址 (即地址变换问题) 3)替换算法功能:在MI中装满信息的条件下,采用何 种算法,算出调出M的部分信息,使M2中的部分能调 到M1中(即替换算法问题)
让CPU直接面对与它的速度相匹配的cache访问，此法 也需要在CPU与cache之间利用辅助机构完成cache与主存 之间的信息调进调出，cache与主存作为一个有机整体， 这也是一种存贮体系结构，称C-主存体系。 2 存贮体系中的辅助机构功能 1）地址映象功能：解决将M2中的信息采用何种规则调 入到M1中（即调入规则问题）。 CPU—M1—M2 2）地址变换功能：根据映象规则，如何将包括M2在内 的大空间的地址变换为CPU能直接访问的M1中的地址 （即地址变换问题）。 3）替换算法功能：在M1中装满信息的条件下，采用何 种算法，算出调出M1的部分信息，使M2中的部分能调 到M1中（即替换算法问题）
3存贮器中的有关术语 1)存贮器:凡是能存放信息的记忆装置,称存贮器。 2)存贮系统:要有两种或两以上的存贮器,才能称存 贮系统,如主存与辅存 3)存贮体系:只有将两(多)种不同的存贮器作为 个有机整体的存贮系统,才能称为存贮体系 4)存贮体系的两个分支 ①虚拟存贮器,为扩充主存容量 ② Cache-主存体系,为提高访问速度。 存储系统 存储体系 存储器 虚存
3 存贮器中的有关术语 1）存贮器：凡是能存放信息的记忆装置，称存贮器。 2）存贮系统：要有两种或两以上的存贮器，才能称存 贮系统，如主存与辅存。 3）存贮体系：只有将两（多）种不同的存贮器作为一 个有机整体的存贮系统，才能称为存贮体系。 4）存贮体系的两个分支 ①虚拟存贮器，为扩充主存容量。 ②Cache-主存体系，为提高访问速度。 存储系统 存储体系 存储器 虚存 C-主
4对存贮体系的基本要求 1)容量S:S2>S1(有足够的扩充空间) 2)存取周期tn:tm1<t2(提高访问速度) 3)位价格C位:C似2<<C位(才能降低C总 提高性能价格比) 存贮器中的页式管理 1页的概念 页式管理中将虚拟存贮空间和实际存贮空间 等分成固定大小的页,使虚拟页可装入主存 中不同的实际页面位置
4 对存贮体系的基本要求 1）容量S：S2 S1（有足够的扩充空间） 2）存取周期tm：tm1 ＜ tm2（提高访问速度） 3）位价格C位：C位2 C位1（才能降低C总， 提高性能价格比） 二、存贮器中的页式管理 1 页的概念 页式管理中将虚拟存贮空间和实际存贮空间 等分成固定大小的页，使虚拟页可装入主存 中不同的实际页面位置
2页式管理的地址表示 1)虚地址(逻辑地址,程序地址):包括M2在内 的大空间地址。 Ny Nr Nv:虚页号 Nr:页内地址 2)实地址(物理地址):为CPU能直接访问的 M中的地址 n:实页号 n:页内地址
2 页式管理的地址表示 1）虚地址（逻辑地址，程序地址）：包括M2在内 的大空间地址。 Nv Nr Nv：虚页号 Nr：页内地址 2）实地址（物理地址）：为CPU能直接访问的 M1中的地址。 nv nr nv：实页号 nr：页内地址