王道408---CO---存储系统知识点
一、读写信号线一般是两根(如无特殊说明)
二、如果DRAM采用复用技术，虽然地址线减半，但需要添加行片选线和列片选线
三、SRAM与DRAM
1、SRAM是六晶体管MOS(半导体材料)，DRAM是电容
2、SRAM依靠双稳态电路的两个稳定状态来分别存储0和1，DRAM依靠电容来存储信息
四、U盘采用Flash存储技术属于只读存储器
1、RAM: 随机存取存储器 ROM: 只读存储器
2、虽然U盘支持随机存取，但他属于ROM，是只读存储器
五、磁盘属于直接存储器(DAM)
根据定义，磁盘、光盘都属于直接存取存储器
六、BIOS的引导程序固化在ROM中，所以主存是由ROM和RAM共同组成的
七、低位交叉存储器
1、DRAM的破坏性读出与存取周期
由于DRAM是破坏性读出，因此DRAM芯片的恢复时间很长，有可能是存取时间的几倍 (SRAM恢复时间短)
DRAM芯片存取周期 = 存取时间+恢复时间
因此我们可以通过低位交叉编制来解决这个问题
2、低位交叉编制与位扩展的区别
位扩展的大小与总线宽度、存储单元大小相同，比如8个8192 x 8192 x 8位的芯片，若采用位扩展，扩展至64位则其数数据总线宽度也应该为64位，且其存储单元也为64位(即按8字节编址)，一次读入64位
而若采用低位交叉编制，则其数据总线宽度也应该为64位，不过存储单元是8位，一次读入8位
3、低位交叉存储器访存冲突问题
计算机使用4体交叉编址(默认为低位交叉)，存储器总线出现的主存地址序列为: 8000,8001,8002,8003,8004,8006
转化为模块序号即为： 0 1 2 3 0 2，则8002与8006冲突
冲突规则如下: 相邻四个访问地址对应的模块尚若重复出现即为冲突
八、高位交叉编址与字扩展的区别
我的总结如下
1、字扩展是相对于存储芯片内部而说的,多模块存储器说的是存储器，是比字扩展更大的概念
2、字扩展是一个相对独立的概念，多模块存储器每个模块之间有不同的地址、寄存器、电路，更灵活
3、字扩展是为了扩容，多模块存储在扩容的同时，能满足每个模块交叉编址，提高吞吐率
九、CPU与主存储器的连接原理
CPU读指令，通过地址线去访问存储器的MAR（地址寄存器）
MAR（地址寄存器）通过选通线去访问矩阵中的数据
矩阵需要通过数据线与MDR（数据寄存器）进⾏接发
十、磁盘存储器的最小读写单位是一个扇区
十一、磁盘阵列
RAID0: 无冗余无检验的磁盘阵列，只是提高了磁盘读写速率，无容错能力
RAID1: 镜像磁盘整列 (非常安全)
RAID2~RAID5: 全是与容错能力有关的
十二、CPU与主存/cache交换的单位为字，cache与主存交换的单位是块
十三、替换控制位与修改位
Cache页面置换的时候一般有 有效位、修改位、页面置换位这三种位
一般来说回写法需要用到修改位，LRU页面置换策略和FIFO页面置换策略会用到页面置换位
1、直接映射中
在直接映射中不用使用替换控制位，因为在直接映射中，一个给定的主存块只能放到唯一的固定Cache行中所以在对应Cache行已有一个主存块的情况下，新的主存块毫无选择地把原先已有的那个主存块替换掉
2、在全相连映射中
在FIFO算法和LRU算法中，替换信息位数 ＝ log2(行数)
3、在组相连映射中
在FIFO算法和LRU算法中，替换信息位数 ＝ log2(路数)
十四、总线上数据传送方式
1、突发传送
突发是指在同一行中相邻的存储单元连续进行数据传输的方式，连续传输的周期数就是突发长度
突发传送——支持成块连续数据的传送，只需给出数据块的首地址，后续数据地址自动生成。
在一个总线周期内传输存储地址连续的多个数据字，也就是说一次传输一个地址和一批地址连续的数据
2、正常传送
正常传送——每个传送周期先传送数据的地址，再传送数据。
十五、异常与中断(浅记)
中断指I/O设备发出,也可称为外中断.外部事件,正在运行的程序所不期望的
异常是正在执行的指令引发的,cpu执行指令本身出现问题=>响应错误/异常处理程序,执行系统调用(通过trap)
异常又叫内中断，I/O设备发出的是外中断
1、常见的异常
算数溢出、除零、取数奇偶校验错、trap指令(system call)、硬件改变cpu执行流程、地址越界、页错误/故障、保护性异常(写仅读内存)、断点指令
2、常见的中断
I/O中断、时钟中断、硬件故障
十六、TLB与Cache
1、TLB与Cache都是SRAM
2、TLB功能是加快由虚拟地址转化为物理地址的速度(严格来说是从虚页表号转化到实页表号)，Cache的功能是加快物理地址访问主存的速度
3、TLB的位
Tag位、页框号、有效位、替换信息位(FIFO与LRU算法)
ps: TLB无修改位
4、TLB的页框号由页面大小决定
Cache的块内地址由主存块(cache块)决定
5、当采用全相连的时候，Tag标记位的位数等于虚页号的位数，采用组相连的时候，Tag标记位的位数等于虚拟页号减去组的号数对应的位数
十七、三种映射机制的刨析
1、组相联映射(以4路组相联为例)
物理地址首先根据偏移找到组号
由于每组有四个Cache项相连，因此需要使用四个比较器通过对比标记来找到最终要映射的Cache项
它的时间开销用寻找组号和在组内用比较器对比tag
2、全相连映射
全相连映射本质上就是Max路组相连(若一共有m个Cache项，则Max的值就是m)，则其不需要寻找组号，但需要Max个比较器，用于对比tag标记位
它的时间开销来源于用比较器对比所有的tag
1、直接映射
直接映射相当于 1 路组相连
它需要先找到行号，然后再对比该行的tag标记位，由于一行只有一个cache项，故只需要对比一次即可
而用 1 路组相连的思路理解就是: 它先通过分解物理地址找到组号，之后在组内对比标记号，由于组内只有一个Cache项，则对比一次即可，需要一个比较器(猜的，因为我没有在教材上核实过)
它的主要时间开销在于寻找行号
至于对比tag的话，只对比一次，开销很小
