02计算机组成原理-内存

内存分类

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Cache如何提高效率

假设cache命中率为95%，CPU从Cache中获得指令的速度为1ns，CPU从内存中获取指令的速度是1000ns。那么CPU获取指令的平均时长为：95%*1ns+(1-95%)*1000ns=50.95ns没有添加Cache的情况是1000ns速度增加了近20倍。

t3=h*t1+(1-h)*t2
其中h为命中率，t1为从cache中获得指令的时间，t2为从内存中获取指令时间

局部性原理

某个动作被重复执行

• 时间局部性：两层for循环为例频繁操作相同的逻辑单元
• 空间局部性：数组为例频繁操作在一起的存储空间
• 工作集理论：工作集是进程运行时被频繁范文的集合

主存编址

①例题为来解释：内存地址从AC000H到C7FFFH，共有__K个地址单元，如果改内存地址按字（16bit）编址，有28块存储芯片够成，已知构成内存的芯片每片16K个存储单元，则改芯片每个存储单元存储__位
计算过程：内存地址从AC000H到C7FFFH相当于可以表示C7FFFH+1-AC000H个值来表示不同的位置。也就是1C000个

磁盘结构

磁盘分为磁道和扇面。扇面放在磁道上。磁盘读取时间=寻道时间+平均等待时间（等待磁头转到对应的扇面上）

• 注意磁头在扇面是一直做均速运动不会停止
  例题说明：
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• 最长时间：
  R1耗时：读取时间2ms+处理时间4ms
  R2耗时：在R1处理的时候，磁头还在转动，移动了4ms则此时磁头已经指向了R4，需要等待磁盘转动到R2继续读取，那么磁盘需要继续旋转82ms。所以R2耗时为8扇区*2ms+2ms读取时间+4ms处理时间依次类推R3，R4....R10都是一样的。所以最后最长耗时为：
  R1（6ms）+9(8*2ms+2ms+4ms)=204ms
• 最少耗时
  读完R1之后磁头已经赚到第4扇区起点，那么底4扇区存放R2即可，处理完R2，磁头已经到第7扇区起点直接处理R3即：
  扇区 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10
  ---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---
  逻辑数据 | R1| R8| R5| R2| R9| R6| R3| R10| R7| R4

总线

• 内部总线：微机内部各个外围芯片与处理器之间的交互总线
• 系统总线 ：插件板层级的接口，例如VGA总线
  • 数据总线：传输数据，例如32位数据总线一个周期能够传输的32位数据
  • 地址总线：32位系统能够寻址4G
  • 控制总线
• 外部总线

串并行可靠度计算

串联可靠度计算：假设每一个进程可靠度是R那么串行可靠度为：
R=R1*R2*R3*...*Rn
并联可靠度计算
1-((1-R1)*(1-R2)*(1-R3)*...*(1-Rn))
串并行下可靠度计算
首先要识别计算过程中是串行还是并行，然后在看子模块的串并情况