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儲存器系統和區域性性原理的簡單介紹

一、    CPU內部組成及工作原理

       CPU內部的ALU(運算器)進行資訊的處理,暫存器進行資訊的儲存,匯流排連線各器件,進行資料的傳送。

二、    儲存器層次結構

 

造成儲存器出現層次結構的原因:從CPU處理資料的整體效率,以及裝置成本的角度,形成了如今的儲存器層次結構。程式(指令)最終需要在CPU執行,CPU的處理速度和主存的執行速度的巨大差異(效率極不匹配)產生了快取記憶體(快取記憶體整合在CPU中和主機板上)。主存內的資料斷電會消失,因此需要可永久儲存資料的磁碟。日常的檔案可能需要從遠端獲取磁碟則作為遠端資料的快取。因此,金字塔中自上而下,當前這一級快取下一級的資料,彼此形成一個高效的儲存系統。

三、    區域性性原理

空間區域性性:緊鄰被訪問的單元很快將再次被訪問。---程式大部分情況下處於順序和

迴圈或者某個模組中執行。變數,尤其是陣列被集中儲存。

時間區域性性:剛被訪問過的單元很快將再次被訪問。---如重複執行的迴圈反覆運算的變數。


圖中V[i]具有良好的空間區域性性,i和sum具有良好的時間區域性性。

正是由於區域性性原理的存在才得以使整個儲存器系統高效穩定的執行。

參考:深入理解計算機系統

           微機原理與介面技術—基於IA-32處理器和32位組合語言