2017-2018-1 學號20155311 《信息安全系統設計基礎》第9周學習總結
阿新 • • 發佈：2017-11-19
教材 區域 再次 log ces 內存 高速 沖突 內存區域
2017-2018-1 學號20155311 《信息安全系統設計基礎》第9周學習總結
了解常見的存儲技術：
RAM、ROM的區別：
- ROM和RAM指的都是半導體存儲器，ROM是Read Only Memory的縮寫，RAM是Random Access Memory的縮寫。
ROM在系統停止供電的時候仍然可以保持數據，而RAM通常都是在掉電之後就丟失數據，典型的RAM就是計算機的內存。
RAM有兩大類：
- 一種稱為靜態RAM（StaticRAM/SRAM），SRAM速度非常快，是目前讀寫最快的存儲設備了，但是它也非常昂貴，所以只在要求很苛刻的地方使用，譬如CPU的一級緩沖，二級緩沖。
- 另一種稱為動態RAM（Dynamic RAM/DRAM），DRAM保留數據的時間很短，速度也比SRAM慢，不過它還是比任何的ROM都要快，但從價格上來說DRAM相比SRAM要便宜很多，計算機內存就是DRAM的。
DRAM分為很多種：
常見的主要有FPRAM/FastPage、EDORAM、SDRAM、DDR RAM、RDRAM、SGRAM以及WRAM等，這裏介紹其中的一種DDR RAM。ROM也有很多種，
- PROM是可編程的ROM，PROM和EPROM（可擦除可編程ROM）
- 兩者區別是，PROM是一次性的，也就是軟件灌入後，就無法修改了，這種是早期的產品，現在已經不可能使用了，而EPROM是通過紫外光的照射擦出原先的程序，是一種通用的存儲器。另外一種EEPROM是通過電子擦出，價格很高，寫入時間很長，寫入很慢。
舉個例子，手機軟件一般放在EEPROM中，我們打電話，有些最後撥打的號碼，暫時是存在SRAM中的，不是馬上寫入通過記錄（通話記錄保存在EEPROM中），因為當時有很重要工作（通話）要做，如果寫入，漫長的等待是讓用戶忍無可忍的。
磁盤存儲
計算磁盤容量的公式：
磁盤容量 = 字節數/扇區 X 平均磁盤數/磁道 X 磁道數/表面 X 表面數/盤片 X 盤片數/磁盤訪問時間=尋道時間+旋轉時間+傳送時間；
固態磁盤
固態硬盤是一種基於閃存的存儲技術。
性能特性：順序讀和寫（CPU按順序訪問邏輯磁盤塊）性能相當，順序讀比順序寫稍快一點；隨機順序訪問邏輯塊時，寫比讀慢一個數量級；讀寫性能差別是由底層閃存基本屬性決定的。
局部性原理
- 程序的局部性原理是指程序在執行時呈現出局部性規律，即在一段時間內，整個程序的執行僅限於程序中的某一部分。相應地，執行所訪問的存儲空間也局限於某個內存區域。
- 局部性原理又表現為：時間局部性和空間局部性。
- 時間局部性是指如果程序中的某條指令一旦執行，則不久之後該指令可能再次被執行；如果某數據被訪問，則不久之後該數據可能再次被訪問。
- 空間局部性是指一旦程序訪問了某個存儲單元，則不久之後。其附近的存儲單元也將被訪問。
存儲器層次結構
- 存儲技術：不同的存儲技術的訪問時間差異很大
- 計算機軟件：一個編寫良好的程序傾向於展示處良好的局部性
- 存儲器層次結構：硬件和軟件的基礎屬性互相補充的完美，使人想到一種組織存儲器系統的方法。
存儲器層次結構中的緩存
- 高速緩存(cash)是一個小而快速的存儲設備，使用高速緩存的過程成為緩存
- 最小的緩存——CPU寄存器集合
- 數據總是以塊大小為傳送單元在第k層和第k+1層之間來回拷貝。
- 緩存命中：當程序需要第k+1層的某個數據對象d時，它首先在當前存儲在第k層的一個塊中查找d，如果d剛好緩存在第k層中的情況。
- 緩存不命中：第k層中沒有緩存數據對象d的情況
- 強制性不命中或冷不命中：k層的緩存是空的——冷緩存
- 沖突不命中：限制性的放置策略引起的不命中
- 容量不命中：工作集的大小超過緩存的大小時。
- 替換或驅逐：替換一個現存的塊的過程。
- 犧牲快：被驅逐的這塊。
- 替換策略：控制決定該替換哪個塊的策略
- 利用時間的局部性:由於時間局部性，同一數據對象可能會被多次使用。
- 利用空間的局部性：塊通常包含有多個數據的對象。
高速緩存存儲器
高速緩存組：S = 2^m個高速緩存組的數組
高速緩存行：B = 2^m字節的數據塊組成
每個存儲器地址有m位，形成M=2^m個不同的地址。
有效位：指明這個行是否包含有意義的信息
標記位：唯一地標識存儲在這個高速緩存行中的塊，t = m -(b+s)
教材學習中的問題和解決過程
- 高速緩存那裏有點沒有讀懂。。。
仔細研究才發現每個寄存器地址有m位，形成M=2^m個不同的抵制
高速緩存被組織成一個有S=2^s個高速緩存組的數組
每個組包含E個高速緩存行
每個行由一個B=2^b字節的數據塊組成的
一個有效位指明這個行是否包含有意義的信息
t=m-(b+s)個標記位是當前塊的存儲器地址的位的子集
高速緩存的大小C：指的是所有塊的大小的和，標記位和有效位不包含在內，C=S×E×B代碼調試中的問題和解決過程
無
2017-2018-1 學號20155311 《信息安全系統設計基礎》第9周學習總結