A06B-6111-H011#550，A06B-6111-H011#550

、A06B-6111-H011#550

A06B-6111-H011#550

 

當(dāng)中央處理器存取主存儲(chǔ)器時(shí)，硬件首先

自動(dòng)對(duì)存取地址的列號(hào)字段進(jìn)行譯碼，以

便將聯(lián)想存儲(chǔ)器該列的全部行號(hào)與存取主

存儲(chǔ)器地址的行號(hào)字段進(jìn)行比較：若有相

同的，表明要存取的主存儲(chǔ)器單元已在高

速存儲(chǔ)器中，稱(chēng)為命中，硬件就將存取主

存儲(chǔ)器的地址映射為高速存儲(chǔ)器的地址并

執(zhí)行存取操作；若都不相同，表明該單元

不在高速存儲(chǔ)器中，稱(chēng)為脫靶，硬件將執(zhí)

行存取主存儲(chǔ)器操作并自動(dòng)將該單元所在

的那一主存儲(chǔ)器單元組調(diào)入高速存儲(chǔ)器相

同列中空著的存儲(chǔ)單元組中，同時(shí)將該組

在主存儲(chǔ)器中的行號(hào)存入聯(lián)想存儲(chǔ)器對(duì)應(yīng)

位置的單元內(nèi)。
 
當(dāng)出現(xiàn)脫靶而高速存儲(chǔ)器對(duì)應(yīng)列中沒(méi)有空

的位置時(shí)，便淘汰該列中的某一組以騰出

位置存放新調(diào)入的組，這稱(chēng)為替換。確定

替換的規(guī)則叫替換算法，常用的替換算法

有:近少使用算法（LRU）、先進(jìn)先出

法（FIFO）和隨機(jī)法（RAND）等。替換邏

輯電路就是執(zhí)行這個(gè)功能的。另外，當(dāng)執(zhí)

行寫(xiě)主存儲(chǔ)器操作時(shí)，為保持主存儲(chǔ)器和

高速存儲(chǔ)器內(nèi)容的一致性，對(duì)命中和脫靶

須分別處理。

存儲(chǔ)層次

 
主-輔存存儲(chǔ)層次 由于計(jì)算機(jī)主存容量相

對(duì)于程序員所需要的容量來(lái)說(shuō)總是太小，

程序與數(shù)據(jù)從輔存調(diào)入主存是由程序員自

己安排的，程序員必須花費(fèi)很大精力和時(shí)

間把大程序預(yù)先分成塊，確定好這些程序

塊在輔存中的位置和裝入主存的地址，而

且還要預(yù)先安排好程序運(yùn)行時(shí)各塊如何和

何時(shí)調(diào)入調(diào)出，因此存在存儲(chǔ)空間的分配

問(wèn)題。操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展使得程序員

盡可能擺脫主、輔存之間的地址定位，同

時(shí)形成了支持這些功能的“輔助硬件”，

通過(guò)軟件、硬件的結(jié)合，把主存和輔存統(tǒng)

一成了一個(gè)整體，如圖所示。這時(shí)，由主

存、輔存形成了一個(gè)存儲(chǔ)層次，即存儲(chǔ)系

統(tǒng)。從整體看，其速度接近于主存的速度

，其容量則接近于輔存的容量，而每位的

平均價(jià)格也接近于廉價(jià)的慢速的輔存平均

價(jià)格。這種系統(tǒng)不斷發(fā)展和完善，就逐步

形成了現(xiàn)在廣泛使用的虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)。在

系統(tǒng)中，應(yīng)用程序員可用機(jī)器指令地址碼

對(duì)整個(gè)程序統(tǒng)一編址，如同程序員具有對(duì)

應(yīng)這個(gè)地址碼寬度的全部虛存空間一樣。

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