信息安全系统设计基础第7周学习笔记

存储器层次结构

一、存储技术

1.三种常见的存储技术：RAM、ROM、磁盘。

2.随机访问存储器（RAM）：有静态RAM（SRAM）和动态RAM（DRAM）。

① SRAM：每个数据位存储于一个“双稳态的存储单元”。特点是：只要有电，就永远保存它的值，比较抗干扰。

② DRAM：一个DRAM芯片中所有单元（一个单元是一位），被分成d个超单元，每个超单元由w个单元构成。因此一个DRAM芯片能存储d*w位。这d个超单元组织成一个r行c列的矩阵。因此每个超单元有一个地址（i，j），i是行号，j是列号。

3.非易失性存储器（ROM）:有PROM、EPROM、E2PROM、FLASH。

4.磁盘存储

① 磁盘构造：

每个表面是由一组称为磁道（track）的同心圆组成；每个磁道被划分成一组扇区（sector）；每个扇区包含相等数量的数据位（通常是512字节）；这些数据编码在扇区上的磁性材料中。扇区之间由一些间隙（gap）分隔开，这些间隙中不存在数据位。间隙存储用来标识扇区的格式化位。

② 磁盘容量：由记录密度、磁道密度、面密度决定的。

即磁盘大小=扇区大小*每条磁道平均扇区数*每个面磁道的磁道数*每个盘片的面数*每个磁盘的盘数。

③ 访问时间：对扇区的访问时间有三个主要部分组成：寻道时间，旋转时间和传送时间。

a）寻道时间：为了读取某个目标扇区的内容，传动臂把读/写头首先定位到包含目标扇区的磁道上。所需时间即为寻道时间，约等于最大旋转时间。

b）旋转时间：定位到期望的磁道后，驱动器等待目标扇区的第一个位旋转到读/写头下。

最大旋转时间 = 1/最大旋转数率

平均旋转时间 = (1/2) * 最大旋转时间。

c）传送时间：平均传送时间 = (1/最大旋转数率) * （1/每磁道的平均扇区数）。

④ 逻辑磁盘块：在访问扇区时，通常只给出扇区的逻辑号，然后磁盘控制器会将逻辑号转换为相应的盘片上的相应磁道的相应扇区。

二、局部性

1.局部性有两种形式：时间局部性（temporal locality）和空间局部性（spatial locality）。在一个具有良好时间局部性的程序中，被引用过一次的存储器位置很可能在不远的将来再被多次引用；在一个具有良好空间局部性的程序中，如果一个存储器位置被引用了一次，那么程序很可能在不远的将来引用附近的一个存储器位置。

2.局部性基本原则：