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  • 局部性原理

    2019-04-04 20:49:54
    局部性原理 局部性原理指的是计算机在执行程序时,倾向于使用最近使用的数据。 时间局部性:被引用过的存储器位置很有可能会被再次引用。 空间局部性:被引用过的存储器附近的数据很有可能将会被引用。 缓存与缓冲 ...

    局部性原理

    局部性原理指的是计算机在执行程序时,倾向于使用最近使用的数据。
    时间局部性:被引用过的存储器位置很有可能会被再次引用。
    空间局部性:被引用过的存储器附近的数据很有可能将会被引用。

    缓存与缓冲

    缓冲通常在接收者和发送者速度差异较大的场合下使用。

    缓存一般用于补偿不同存储器之间的读写速度差异。Cache。

    缓存依赖于局部性原理,缓冲其实就是接下来要读取的数据就在缓冲区中。

    缓存层次结构

    寄存器>高速缓存>主存储器CPU>本地磁盘>远程文件系统
    在这里插入图片描述
    在上图中,上一层的存储器中保存着下一层的存储器中的部分数据的拷贝,上一层就是下一层的缓存。所以,如果想要找到从下往上数第K层的数据,就可以先在第K+1层中找,若找到,就称为是缓存命中(cache hit),没找到,就是缓存未命中(cache miss)

    当缓存不命中时,需要从第k+1层拷贝需要的数据到第k层,这样就可能会需要替换第k层中已经缓存的某些数据,需要替换时通常会有个替换策略来指导替换哪些数据;

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  • 1. 局部性原理 局部性原理是指计算机在执行某个程序... 时间局部性是指被引用过的存储器位置很可能会被再次引用,例如:重复的引用一个变量时则表现出好的时间局部性 空间局部性是指被引用过的存储器位置附近...

    http://www.cnblogs.com/jqctop1/p/4714116.html

    1. 局部性原理

      局部性原理是指计算机在执行某个程序时,倾向于使用最近使用的数据。局部性原理有两种表现形式:时间局部性和空间局部性。

      时间局部性是指被引用过的存储器位置很可能会被再次引用,例如:重复的引用一个变量时则表现出较好的时间局部性

      空间局部性是指被引用过的存储器位置附近的数据很可能将被引用;例如:遍历二维数组时按行序访问数据元素具有较好的空间局部性

     

    2. 缓存与缓冲

      缓冲通常在接收者和发送者速度差异较大的场合使用,例如:网络缓冲区;

      缓存通常用于补偿不同存储器之间的读写速度差异,例如:Cache;

      缓存和缓冲一个重要的区别是:对于缓冲来说,接收者接下来想要使用的数据就在缓冲区中;而缓存的有效性是依赖于局部性的,即对于缓存来说,快速存储器接下来想要使用的数据不一定就在缓冲存储器中。

     

    3. 缓存层次结构

      

      如图所示,最上层的是寄存器,最下层的是远程文件系统,从下到上,存储器的速度更快,造价更贵因而容量更小。

      上一层的存储器保存着下一层存储器中部分数据的拷贝,上一层即作为下一层的缓存;

      当需要第k+1层的某个数据时,先在第k层中寻找,若找到,则称为缓存命中,若没找到,则称为缓存不命中;

      当缓存不命中时,需要从第k+1层拷贝需要的数据到第k层,这样就可能会需要替换第k层中已经缓存的某些数据,需要替换时通常会有个替换策略来指导替换哪些数据;

    转载于:https://www.cnblogs.com/feng9exe/p/6882423.html

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  • 程序访问的局部性原理 ...高速缓冲技术就是利用程序访问的局部性原理,把程序中正在使用的部分存放在一个高速的、容量小的Cache中,使CPU的访存操作大多针对Cache进行,从而大大提高程序的执行速度。

    程序访问的局部性原理

    程序访问的局部性原理包括时间局部性和空间局部性。时间局部性是指在最近的未来要用到的信息,很可能是现在正在使用的信息,因为程序中存在循环。空间局部性是指在最近的未来要用到的信息,很可能与现在正在使用的信息在存储空间上是连续的,因为指令通常是顺序存放、顺序执行的,数据一般也是以向量、数组等形式簇聚地存储在一起的。

    高速缓冲技术就是利用程序访问的局部性原理,把程序中正在使用的部分存放在一个高速的、容量较小的Cache中,使CPU的访存操作大多针对Cache进行,从而大大提高程序的执行速度。
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  • Cache —— 局部性原理和工作原理

    千次阅读 2019-07-26 14:48:36
    一、程序访问的局部性原理 程序访问的局部性原理包括时间局部...高速缓冲技术iu是利用程序访问的局部性原理,把程序中正在使用的部分存放在一个高速的、容量小的Cache中,使CPU的访存操作大多数针对Cache进行,从...

    一、程序访问的局部性原理

    程序访问的局部性原理包括时间局部性和空间局部性。

    • 空间局部性:在最近的未来要用到的信息(指令和数据),很可能与现在正在使用的信息在存储空间上是邻近的
    • 时间局部性:在最近的未来要用到的信息,很可能是现在正在使用的信息

    高速缓冲技术是利用程序访问的局部性原理,把程序中正在使用的部分存放在一个高速的、容量较小的Cache中,使CPU的访存操作大多数针对Cache进行,从而大大提高程序的执行速度。


    二、Cache的基本工作原理

    在这里插入图片描述

    Cache位于存储器层次结构的顶层,通常由SRAM构成。

    Cache和主存都被分成若干大小相等的块(Cache块又称为Cache行),每块由若干字节组成,块的长度称为块长(Cache行长)。所以Cache中的块数要远少于主存中的块数,它仅保存主存中最活跃的若干块的副本。

    CPU与Cache之间的数据交换以字为单位,而Cache与主存之间的数据交换则以Cahce块为单位。

    • 当CPU发出读请求时,若访存地址在Cache中命中,就将此地址转换成Cache地址,直接对Cahce进行读操作,与主存无关;若访存地址在Cache中未命中,则需访问主存,并把此字所在的块一次性地从主存调入Cache,若此时Cache已满,则需根据某种 替换算法,用这个块替换Cache中原来的某块信息。

    • 当CPU发出写请求时,若Cache命中,有可能会遇到Cache与主存中的内容不一致的问题,此时需要根据某种 写策略 解决这个问题。


    三、Cahce的性能指标

    与Cahce有关的性能指标主要有:命中率,缺失率和平均访问时间。

    1. 命中率H:

    • CPU欲访问的信息已在Cache中的比率

    设一个程序执行期间,Cache的总命中次数为 NcN_c,访问主存的总次 NmN_m。则 H=Nc/(Nc+Nm)H=N_c/(N_c+N_m)

    2. 缺失率M:

    • CPU欲访问的信息不在Cache中的比率

    M=1HM=1-H

    3. 平均访问时间 TaT_a

    tct_c 为命中时的Cache访问时间,tmt_m为未命中时的访问时间,则 Ta=Htc+1HtmT_a=H*t_c+(1-H)t_m

    在这里插入图片描述

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  • 存储器管理中的局部性原理

    千次阅读 2019-01-06 19:21:12
    程序在执行时将呈现局部性规律,即在一短的时间内,程序的执行仅局限于某个部分,它所访问的存储空间也局限于某个区域。 局限性有表现在下述两个方面:时间局部性和空间局部性 ...
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