计算机组成原理第三章 第7讲 虚拟存储器.ppt

《计算机组成原理第三章 第7讲 虚拟存储器.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机组成原理第三章 第7讲 虚拟存储器.ppt（15页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、虚拟存储器3.7虚拟存储器说明：该部分内容将在该部分内容将在操作系统操作系统课程中用完课程中用完整一章详细介绍，本课仅简单引入。整一章详细介绍，本课仅简单引入。3.7虚拟存储器1.先看什么是实地址与虚地址l l用户编制程序时使用的地址称为用户编制程序时使用的地址称为虚地址虚地址或逻辑或逻辑地址，其对应的存储空间称为虚存空间或逻辑地址，其对应的存储空间称为虚存空间或逻辑地址空间；而计算机物理内存的访问地址则称地址空间；而计算机物理内存的访问地址则称为为实地址实地址或物理地址，其对应的存储空间称为或物理地址，其对应的存储空间称为物理存储空间或主存空间。程序进行虚地址到物理存储空间或主存空间。程序进

2、行虚地址到实地址转换的过程称为程序的再定位。实地址转换的过程称为程序的再定位。3.7虚拟存储器程序运行或者数据处理需要将相关信息流从辅助存储器调入内存问题是：l l如果信息流容量大于内存容量怎么处理？如果信息流容量大于内存容量怎么处理？l l多用户的多任务共享内存时，怎样编制分配内多用户的多任务共享内存时，怎样编制分配内存？存？解决办法：l l编程时不考虑实地址，运行时只调入正在运行编程时不考虑实地址，运行时只调入正在运行或将要运行的信息流。或将要运行的信息流。3.7虚拟存储器2.虚存访问过程：虚存空间用户程序按照虚地址编程并存放于辅存之中。动态运行时，判断：虚地址对应部分是否在内存？若在：地

3、址转换若在：地址转换 不在：从辅存中调入不在：从辅存中调入3.7虚拟存储器存在两种情况：l l虚地址空间远大于实地址空间：虚地址空间远大于实地址空间：提高存储容量，小内存载入大程序。提高存储容量，小内存载入大程序。l l虚地址空间远小于实地址空间：虚地址空间远小于实地址空间：多用户、多任务，地址变换。多用户、多任务，地址变换。虚存机制功能：l l应用程序可以透明地使用整个虚存空间应用程序可以透明地使用整个虚存空间l l主存命中率高时，虚存访问时间接近主存主存命中率高时，虚存访问时间接近主存3.7虚拟存储器虚存是概念模型，不是实物对系统程序不透明对应用程序透明虚存能有效提高存储体系性能Cache

4、主存辅存Cache-主存访问机制主存-辅存 访问机制3.7虚拟存储器3.两种机制的异同：l l出发点相同：提高存储系统性能出发点相同：提高存储系统性能l l原理相同：局部性原理原理相同：局部性原理l l侧重点不同：侧重点不同：前者：速度差异；前者：速度差异；后者：容量、分配、保护等后者：容量、分配、保护等l l数据通路不通：数据通路不通：前者：有直接通路；前者：有直接通路；后者：只能访主存后者：只能访主存3.7虚拟存储器l l透明性不同：透明性不同：前者：由硬件完成，均透明；前者：由硬件完成，均透明；后者：硬件软件完成，仅对用户程序透明后者：硬件软件完成，仅对用户程序透明l l未命中损失不同：

5、未命中损失不同：前者：未命中时间损失小前者：未命中时间损失小 后者：未命中时间损失大后者：未命中时间损失大3.7虚拟存储器4.虚存机制要解决的关键问题l l调度问题：哪些程序、数据调入主存？调度问题：哪些程序、数据调入主存？l l地址映射问题：内外地址变换地址映射问题：内外地址变换l l替换问题：哪些被覆盖或者调出替换问题：哪些被覆盖或者调出l l更新问题：主存、辅存内容一致性更新问题：主存、辅存内容一致性3.7虚拟存储器不同的虚拟存储器机制l l页式虚拟存储器页式虚拟存储器l l段式虚拟存储器段式虚拟存储器l l段页式虚拟存储器段页式虚拟存储器不同的替换算法：l lFIFOFIFOl lLR

6、ULRUl lLFULFU3.8奔腾系列机的虚存组织略本 章 小 结对存储器的要求是容量大、速度快、成本低。为了解决了这三方面的矛盾，计算机采用多级存储体系结构，即cache、主存和外存。内存储器的技术指标有存储容量、存取时间、存储周期、存储器带宽。SRAM、DRAM及ROM的相关特性。本 章 小 结为提高内存使用效率有三种解决方法：为提高内存使用效率有三种解决方法：为提高内存使用效率有三种解决方法：为提高内存使用效率有三种解决方法：l l研究新的内存材料技术研究新的内存材料技术研究新的内存材料技术研究新的内存材料技术l l使用并行技术：使用并行技术：使用并行技术：使用并行技术：双端口存储器（

7、空间并行）双端口存储器（空间并行）双端口存储器（空间并行）双端口存储器（空间并行）多模块交叉存储器（时间并行）多模块交叉存储器（时间并行）多模块交叉存储器（时间并行）多模块交叉存储器（时间并行）l l使用多层次存储体系使用多层次存储体系使用多层次存储体系使用多层次存储体系 CacheCachel l命中率计算命中率计算l l映射（全相联、直接映射、组相联）映射（全相联、直接映射、组相联）l l块替换方法、写操作策略、多层块替换方法、写操作策略、多层CacheCache 虚存虚存虚存虚存本章作业P1111 1、8 8、9 9、1010、1414、1515勘误：第勘误：第8 8题，题，“若连续读出若连续读出8 8字，求字，求”勘误：第勘误：第1414题，题，“容易容易”改为改为“容量容量”再免费送一题：再免费送一题：有有1M*81M*8位存储器芯片若干，如何扩展为位存储器芯片若干，如何扩展为4M*164M*16位存储器，画出连接线路。位存储器，画出连接线路。#不要抄袭，即使暂时不交不要抄袭，即使暂时不交#