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计算机系统原理(三) 金字塔形的存储设备、操作系统的抽象概念

2017-06-22
关键词: 汇编语言

上一章LZ给各位展示了一下hello程序的简单执行过程,可以看出在这一过程当中,系统在数据的传输上花费了大量的时间。硬件开发商为了减少这种数据传输的时间成本,采用一种高速缓存的技术去减少这种时间成本。

高速缓存被置放于处理器当中,与处理器中的寄存器文件直接进行数据交换,这样大大减少了数据传输的时间成本,使得程序的运行速度可以得到数倍的提升。而作为一个程序猿,如果可以适当的利用高速缓存去存放一些程序运行过程中可能会经常使用的数据,可以将程序的运行速度提高数倍甚至数个数量级。

由此就可见高速缓存的重要性,下图展示了硬件分布中,高速缓存的位置。

存储设备的金字塔

当今的计算机系统当中,基本上全部都置入了各种各样的存储设备,这些存储设备呈明显的层次结构,它们的特点是容量越大,速度越慢。因此如果按照容量和速度将它们以图示的方式呈现的话,则看起来就像是一个金字塔,如下所示。(非常感谢群里的猿友【夕惕若厉无咎】提供的英文电子版,这下LZ可以省去很多画图的功夫了)

不过这个图是英文版的,LZ稍微解释下,有些特别明显的LZ就不解释了,如果有哪位猿友实在不明白,可以到LZ的群里提问。

左边的意思是更小更快更贵的存储设备,包括寄存器以及L1-L3的高速缓存,以及更大更慢更便宜的存储设备,包括主存、本地磁盘以及远程存储设备。通常意义下,我们将上一层的存储设备作为当前存储设备的高速缓存,比如L1的高速缓存是寄存器,L2的高速缓存是L1,以此类推。


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