2018-2019-1 20165329《信息安全系统设计基础》第五周学习总结

Posted 2021-01-15 hjwzzj

2018-2019-1 20165329《信息安全系统设计基础》第五周学习总结

教材学习内容总结

 

1、随机访问存储器分为：

• 静态RAM（SRAM）：每个位存储在一个双稳态（bitable）存储器单元里，每个单元是用一个六晶体管电路来实现的。

 

• 动态RAM（DRAM）：每个位存储为对一个电容的充电

 

• 特点：由于SRAM的双稳态特性，只要有电，它就会永远地保持它的值，即使有干扰，如电子噪音，来扰乱电压，当干扰消除，电路也能恢复到稳定值。
应用：高速缓存存储器，即可以在CPU芯片上，也可以在片下。

传统DRAM芯片中的单元被分成d个超单元，每个超单元由w个DRAM单元组成，即一个d*w的DRAM总共存储了dw位信息。超单元被租出乘一个r行c列的长方形矩阵

2、磁盘用读/写头来读写存储在磁性表面的位，这样的机械运动叫做寻道。移动传动臂所需要的时间称为寻道时间。

• 磁盘构造：
  由盘片构成，每个盘片有两面或者称为表面，表面覆盖着磁性记录材料。盘片中央有一个可以旋转的主轴，使得盘片以固定的旋转速率旋转，通常是5400~15000转每分钟（RPM）
  

 

• 磁盘容量： 一个磁盘上可以记录的最大位数称为它的最大容量/容量。
• 磁盘容量的决定因素：
• - 记录密度：磁道一英寸的段可以放入的位数。
• - 磁道密度：从盘片中心出发半径上一英寸的段内可以有的磁道数。
• - 面密度：记录密度与磁道密度的乘积。
• 磁盘容量计算公式：

• 磁盘以扇区大小的块来读写数据，对扇区的访问时间主要有三部分：寻道时间、旋转时间和传送时间。

 

3、寻道时间乘2是估计磁盘访问时间的简单的合理的方法。

4、设备可以自己执行度或者写总线事务而不需要CPU干涉的过程，称为直接内存访问。

5、固态硬盘（SSD）是一种基于闪存的存储技术。读SSD比写还要快。闪存块会磨损，但是其寿命仍然很长，因为“平均磨损”逻辑将擦除平均分布在所有的块上来最大化每个块的寿命。

6、增加密度比降低访问时间容易得多。

7、一个编写良好的计算机程序常常具有良好的局部性，称为局部性原理，这是一个持久的概念。局部性包括时间局部性和空间局部性。对于循环体中的变量，要么具有时间局限性，要么具有空间局限性。一般而言，随着步长的增加，空间局限性下降。

8、学会判断一个程序的局限性，是编写高效代码的重要基础。

9、数据总是以块大小为传送单元在第k层和第k+1层之间来回复制的。任何一对相邻的层次之间快大小是固定的。层次结构中较低层的设备访问时间较长，块也较大。覆盖一个现存的块的过程称为替换或驱逐这个块。

10、缓存命中与不命中的概念：较为多，不总结，见课本P423

11、缓存不命中时的行替换：也是采用局部性原理，在比较近的将来引用被替换的行的概率最小。

12、衡量高速缓存的性能：不命中率，命中率，命中时间，不命中处罚。

高速缓存存储器

• 高速缓存是一个高速缓存组的数组，它的结构可以用元组（S,E,B,m）来描述：

S：这个数组中有S=2^s个高速缓存组

E：每个组包含E个高速缓存行

B：每个行是由一个B=2^b字节的数据块组成的

m：每个存储器地址有m位，形成M=2^m个不同的地址

• 除此之外还有标记位和有效位：

有效位：每个行有一个有效位，指明这个行是否包含有意义的信息

标记位：t=m-(b+s)个，唯一的标识存储在这个高速缓存行中的块

组索引位：s

块偏移位：b

高速缓存的结构将m个地址划分成了t个标记位，s个组索引位和b个块偏移位。

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