计算机系统结构

【课前思考】

1.	在一般计算机系统中，有几种存储系统，它们分别由什么组成？
2.	存储系统和存储器有什么区别？
3.	用什么来描述存储系统的性能以及如何计算？
4.	计算机中的存储器层次结构是如何组织的？
5.	并行存储器主要包括几种，它们之间的区别是什么？
6.	什么是地址映象和地址变换，它们之间有什么关系？
7.	虚拟存储器有几种类型，优缺点各是什么？
8.	虚拟存储器中有几种页面替换算法？比较它们之间的区别。
9.	Cache存储系统的基本工作原理是什么样的？
10.	Cache存储系统有几种地址映象和地址变换，它们的区别是什么？
11.	Cache存储系统有几种替换算法，有什么区别？

　
【学习目标】

1.	掌握存储系统与存储器的区别，一般计算机系统中有几种存储系统。
2.	掌握如何计算存储系统的性能。
3.	了解虚拟存储系统和Cache存储系统的基本工作原理。
4.	了解虚拟存储系统在不同类型下的地址映象和地址变换方法。
5.	掌握虚拟存储系统中的页面替换算法。
6.	掌握Cache存储系统的地址映象和地址变换方法，以及Cache中的块替换算法。
7.	掌握低位交叉访问存储器、高位交叉访问存储器的工作原理。
8.	了解Cache性能分析，Cache写方法。

【学习指南】

    在计算机系统中，存储器系统是重要的组成部分，主要包括虚拟存储系统和Cache存储系统等。提高存储器性能的主要方法有层次存储器、并行存储器、缓冲技术、先行控制技术等。典型的并行存储器包括并行访问存储器、低位交叉存储器和高位交叉存储器。低位交叉存储器的特点是地址相邻的信息存放在不同（相邻）的存储体中。高位交叉存储器的特点是地址相邻的信息存放在同一存储体中。
    存储系统是指两个或两个以上速度、容量和价格各不相同的存储器用硬件、软件、或软件与硬件相结合的方法连接起来而成的系统。这个系统对应用程序员透明，并且，从应用程序员看它是一个存储器，这个存储器的速度接近速度最快的那个存储器，存储容量与容量最大的那个存储器相等或接近，单位容量的价格接近最便宜的那个存储器。程序访问的局部性原理是层次存储系统构成的基础。
    存储器的主要性能参数：存取时间（从CPU到第i层存储器的往返时间）、存储器容量(第i层的字节或字的数量)、每字节成本、传输带宽、相邻层之间传输信息的速率、传输单位(相邻两层之间数据传输的粒度)。
    本章主要学习各存储系统的工作原理，以及在不同存储系统下的地址映象和地址变换方法，同时弄清楚各种替换算法，学会如何计算存储系统的性能参数，学会分析Cache的性能等。

【难重点】

1. 存储系统的性能计算。

2. 交叉访问储存器和无冲突访问储存器的工作原理。

3. 加快虚拟储存器内部地址变换的方法。

4. 虚拟储存器的页面替换算法。

5. Cache的组相联映象及地址变换方法。

【本章知识点（用知识树表示）】
　　