在软件设计师的备考过程中,计算机组成与体系结构中的存储系统是一个重要的知识点。本文将为您详细总结这一部分的重点内容,帮助您在强化阶段更好地备考。
一、层次化存储结构
(一)寄存器
寄存器是 CPU 内部的高速存储单元,用于暂存指令、数据和地址等信息。其特点是速度极快,但容量非常小。
学习方法:理解寄存器在 CPU 中的作用,掌握常见的寄存器类型,如程序计数器、指令寄存器、通用寄存器等。
(二)Cache
Cache 是位于 CPU 和主存之间的一种高速缓冲存储器,用于存放 CPU 最近频繁访问的数据和指令。
学习要点:了解 Cache 的工作原理,包括 Cache 的命中率、映射方式(直接映射、全相联映射、组相联映射)等。
(三)主存
主存是计算机中用于存储当前正在运行的程序和数据的主要存储器。
重点掌握:主存的容量、速度、存储单元的编址等内容。
(四)外存
外存包括硬盘、光盘、U 盘等,其容量大但速度较慢。
学习建议:熟悉常见外存的存储原理和特点。
二、Cache 替换算法
(一)LRU(最近最少使用)
LRU 算法选择最近最少使用的 Cache 块进行替换。
理解方法:可以通过实例分析来掌握其替换过程。
(二)FIFO(先进先出)
按照 Cache 块进入的先后顺序进行替换。
学习技巧:画图或模拟操作有助于加深理解。
(三)LFU(最不经常使用)
替换最不经常使用的 Cache 块。
注意事项:理解其计数和替换的机制。
三、虚拟存储器工作原理
虚拟存储器将主存和一部分外存结合起来,为用户提供一个比实际主存容量大的存储空间。
关键知识点:包括页式虚拟存储管理、段式虚拟存储管理和段页式虚拟存储管理的原理和实现方式。
学习方法:结合具体的例子和图表进行理解。
总之,在备考计算机组成与体系结构中的存储系统时,要注重对各个知识点的深入理解和实践应用。通过反复练习和总结,相信您一定能够掌握这部分内容,在考试中取得好成绩!
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