计算机组成原理之存储系统

1.基本的存储体系

2.存在的问题一：主存速度慢
主存增速与CPU增速不同步；指令执行期间多次访问存储器；

3.主存容量不足的原因
1）存在制约主存容量的技术因素：由CPU、主板等相关技术指标确定

2）应用对主存的需求不断扩大

3）价格原因
4.存储体系的层次化结构


--L1 Cache集成在CPU中，分数据Cache(D-Cache)和指令Cache(I-Cache）
--早期L2 Cache在主板上或与CPU集成在同一电路板上。随着工艺的提高L2 Cache被集成在CPU内核中，不分D-Cache和I-Cache

哈佛结构：

5.存储体系层次化结构的理论基础

6.主存中的数据组织
目前大多数计算机的主存按字节编址，存储字长也不断加大,如16位字长、32位字长和64位字长；
ISA设计时要考虑的两个问题：
a)如何根据字节地址读取一个32位的字？字的存放问题
b)一个字能否存放在主存的任何字节边界？字的边界对齐问题

1)按边界对齐的数据存储

2)未按边界对齐的数据存储:虽节省了空间，但增加了访存次数！需要在性能与容量间权衡！
下图中，变量x需要三次访问才能得到

3)边界对齐与存储地址的关系（以32位为例）


其中,char占一个字节，8个比特
4）大端与小端存储方式