一个小的点：Memory时而翻译为内存时而翻译为存储器。

6.2Memory Type

按存取方式

随机访问

RAM：random access
- DRAM: dynamic
  - 电容器capacitor，需要频繁刷新
  - cheaper
- SRAM: static
  - D触发器flip-flop
  - faster，用于构建cache
ROM: read-only

串行访问

顺序存取存储器
直接存取存储器

按存储介质

半导体存储器：TTL、MOS，易失性
磁表面存储器
磁芯存储器
光盘存储器

按作用

主存
- RAM
- ROM
Flash Memory
高速缓存
辅存

6.3内存的层次结构

在存储层次中越往上，存储介质的访问速度越快，价格也越高，相对存储容量也越小。

6.4高速缓存

主存按地址访问，缓存按内容访问(内容可寻址存储器)

命中hit
- 命中后复制整个数据块block
失效miss
- 失效后去内存中将整块的数据copy到缓存中
局部性原理locality

关于这些映射最好看看书上的例题

直接映射

direct mapped cache

N个缓存块组成的直接映射缓存中，主内存块X映射到缓存块Y = X mod N 。

主存地址格式：

offset偏移字段，块内偏移
block块字段，选择缓存块
tag标记字段，用总位数(根据主存总容量确定)减前两个字段

全相联映射

fully associative cache

只有标记字段和偏移字段，随机选择缓存块

组相联映射

set associative cache，结合了前两个：选组为mod，组内为随机选择

set字段为选择缓存块的分组
只有一组时即为全相联映射
一组只有一块时即为直接映射
2-way set associative mapping：2路组相联，即每个组里面有2个block

替换策略

OPT最佳置换optimization algorithm
LRU最近最少使用least recently used，回顾过去，换出最长时间未使用的块
- 缺点：复杂
FIFO先进先出，换出存在缓存中最长时间的块
随机替换策略random replacement
- 优点：不会颠簸thrash

有效访问时间

effective access time

EAT=$H×Access_c+(1-H)×Access_{MM}$

H是命中率=命中次数/总访问次数
$Access_c$是缓存访问时间
$Access_{MM}$是主存访问时间
访问重叠 overlap即同时访问高速缓存和主存
- 访问重叠：$Access_{MM}$是主存访问时间
- 访问不重叠：$Access_{MM}$是主存访问时间+缓存访问时间

写策略

脏块：在缓存中已被更新的块，必须写回内存

write through直写：每次写入时同时写入更新缓存和主内存
- 缺点：每次缓存写入都必须更新内存
write back回写：仅在选择要替换的块时更新内存
- 缺点：内存并不总是与缓存中的值一致，导致在具有许多并发用户的系统中出现问题。
- 优点：内存流量最小化

6.5虚拟内存

virtual memory，我浅显的理解就是跟缓存类似，都是跟主存间的映射关系

分页

physical address
virtual address
page faults页面错误，缺页？没有在主存中找到页面，需要从硬盘中获取时
主存和虚存的页面大小相等，因此偏移字段的位数相等
pagetable页表：虚页号+有效位

虚页与主存页面的转换看例题

TLB
- 页表=虚页号+页号

TLB+页表+主存

分段

segmentation，长度可变，根据内存大小分配段

碎片

fragmentation

内部碎片internal：分页导致
外部碎片external：分段导致
- 可通过压缩进行恢复？

段页式

页式：页表查询较慢，但由于规范的映射，获取数据较快

段式：相反

段页式：结合paging and segmentation，每一段中存放一个页表

作业

1.直接映射

分块=总存储容量/块的大小

缓存中地址表示=tag+cache block+offset，tag由总的地址大小(主存总容量)减去后两个得到，即主存的前x位

主存地址映射到缓存→主存的块MOD缓存的块

11.缓存命中

the hit ratio=命中/总的访问

替换：根据tag字段放入对应的block

20.分页式

确定地址位：页号+偏移量

地址转换：页表for页号，偏移量不变

Sean's Blog

计组chp6-存储器