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存儲器的局部性原理作用

發布時間: 2023-04-02 13:00:17

A. 簡述程序局部性原理.這個原理在分級的存儲體系結構中是怎樣起作用的

首先說明,個人學習不好,以下僅僅參考,不要當真
存儲的問題就是存儲區大則搜索慢,存儲區小搜索快
理論上,希望能快速搜索,需要用小存儲區。
但是在存儲區內一旦找不到數據,需要與進行數據交換。而交換數據比在大存儲區內搜索更花時間
即,存儲區小,搜索快,但是交換多
存儲區大,搜索慢,交換少
所幸的是,一般下次可能使用的數據是在這次使用數據附近
所以,可以將這次在大存儲區使用的數據附近的數據作為一塊,整個讀入小的更快的存儲器。以供下次可能再次使用。則既可以在小存儲器里快速讀取而且可以以很高的概率在小存儲器內讀到。
由於學習不好,以上就當亂說,不要當真

B. 局部性原理的介紹

局部性坦悔原理是指CPU訪問存儲器時,無洞閉論是存取指令還是存取數據,所訪問的存儲單元都趨於聚納信裂集在一個較小的連續區域中。

C. 局部性原理

局部性通常有兩種形式:

時間局部性(temporal locality):在一個具有良好時間局部性的程序中,被引用過一次的內存位置很可能在不遠的將來再被多次引用。
空間局部性(spatial locality)在一個具有良好空間局部性的程序中,如果一個內存位置被引用了一次,那麼程序很可能在不遠的將來引用附近的一個內存位置。
程序員應該理解局部性原理,一般而言,有良好局部性的程序比局部性差的程序運行得更快。


現代計算機系統的各個層次,從硬體到操作系統,再到應用程序,它們的設計都利用了局部性。

在硬體層,局部性原理允許計算機設計者通過引入小而快速的高速緩存存儲器來保存最近被引用的指令和數據項,從而提高對主存的訪問速度。
在操作系統級,局部性原理允許系統使用主存作為虛擬地址空間最近被引用塊的高速緩存。類似的,操作系統用主存來緩存磁碟文件系統中最近被使用的磁碟塊。
在應用程序的設計中,局部性原理也扮演者重要角色。如Web瀏覽器將最近被引用的文檔放在本地磁碟上,利用的就是時間局部性。大容量的Web伺服器將最近被請求的文檔放在前端磁碟高速緩存中,這些緩存能滿足對這些文檔的請求,而不需要伺服器的干預。

D. 時間局部性和空間局部性

局部性原理對於高速緩存存儲器的應用有重要意義,一個良好的局部性程序更能發揮高速緩存的作用

這是一個求和程序,變數sum在每次的循環迭代中都會余碰模被引用一次,因此對於sum來說有良好時間局部性。另一方面,因為sum是標量吵州,對於sum來說沒有空間局部性。

對於向量V來說,每次訪問都是按照地址空間一個接一個讀取的具有良好的空間局部性,但是時間局部性很差,因為每個元豎緩素都只被訪問一次。

《深入理解計算機系統》

E. 存儲器工作原理有什麼作用

1、存儲器就是用來存放數據的地方。它是利用電平的高低來存放數據的,也就是說,它存放的實際上是電平的高、低,而不是我們所習慣認為的1234這樣的數字。
2、一個存儲器就象一個個的小抽屜,一個小抽屜里有八個小格子,每個小格子就是用來存放「電荷」的,電荷通過與它相連的電線傳進來或釋放掉,至於電荷在小格子里是怎樣存的,就不用我們操心了。
3、在每個單元上有個控制線,我想要把數據放進哪個單元,就給一個游納信號這個單元的控制線,這個控制線就把開關打開,這樣電荷就能自由流動了,而其它單元控制線上沒有信號,所以開關不打開,不會受到影響。
4、存儲器(Memory)是現代信息技術中用於保存信息的記憶設備。其概念很廣,有很多層次,在數字系統中,只要能保存二進制數據的都可以是存儲器。
1.存儲器就是用來存放數據的地方。它是利用電平的高低來存放數據的,也就是說,它存放的實際上是電平的高、低,而不是我們所習慣認為的1234這樣的數字。
2.一個存儲器就象一個個的小抽屜,一個小抽屜里有八個小格子,每個小格子就是用來存放「電荷」的,電荷通過與它相連的電線傳進來或釋放掉,至於電荷在小格子里是怎樣存的,就不用我們操心了,你能把電線想像成水管,小格子里的電荷就象是水,那就好理解了。存儲器中的每個小抽屜就是一個放數據的地方,我們稱之為一個「單元」。
3.在每個單元上有個控制線,我想要把數據放進哪個單元,就給一個信號這個單元的控制線,這個控制線就把開關打開,這樣電荷就能自或戚由流動了,而其它單元控制線上沒有信號,所以開關不打開,不會受到影響,這樣,只要控制不一樣單元的控制線,就能向各單元寫入不一樣的數據了,同樣,如果要某個單元中取數據,也只要打開對應的控制開關就行了。
4.存儲器(Memory)是現代信息技術中用於保存信息的記憶設備。其概念很廣,有很多層次,在數字系統中,只要能保存二進制數據的都可以是存儲器;在集成電路中,一個沒有實物形式的具有存儲功能的電路也叫存儲器,如RAM、FIFO等;在系統中,具有實物形式的存儲設備也叫存儲器,衫磨陵如內存條、TF卡等。計算機中全部信息,包括輸入的原始數據、計算機程序、中間運行結果和最終運行結果都保存在存儲器中。

F. 計算機組成原理中的局部性原理是什麼

時間局部性就是,最近被訪問的存儲單元,在之後很有可能會被再次訪問到;

空間局部性就是,對於正在被訪問的存儲單元附近的位置,在之後很有可能會被訪問到。

這個很容易理解,以一段常見的代碼為例:

for(i = 0; i <= 100; i++) {

sum += array[i];

}

其中i、sum 這些元素現在正被訪問,在之後也一定會被重復訪問,這就是時間局部性;

而array這個數組,現在訪問了array[0]的位置,那之後緊接著就會訪問它附近的位置,比如array[1]、array[2]等等,這就是空間局部性。

根據局部性原理,可以做一些相關設計。比如cache就是利用局部性原理設計出來的。

G. Cache的工作原理是什麼

Cache的工作原理是基於程序訪問的局部性(通俗說就是把經常用到的數據放在一個高速的cache裡面)。

Cache存儲器:電腦中為高速緩沖存儲器,是位於CPU和主存儲器DRAM(Dynamic Random Access Memory)之間,規模較小,但速度很高的存儲器,通常由SRAM(Static Random Access Memory靜態存儲器)組成。

Cache的功能是提高CPU數據輸入輸出的速率。

Cache容量小但速度快,內存速度較低但容量大,通過優化調度演算法,系統的性能會大大改善,彷彿其存儲系統容量與內存相當而訪問速度近似Cache。

Cache通常採用相聯存儲器。

(7)存儲器的局部性原理作用擴展閱讀

PC系統的發展趨勢之一是CPU主頻越做越高,系統架構越做越先進,而主存DRAM的結構和存取時間改進較慢。因此,Cache技術愈顯重要,在PC系統中Cache越做越大。廣大用戶已把Cache做為評價和選購PC系統的一個重要指標。

本在傳輸速度有較大差異的設備間都可以利用Cache作為匹配來調節差距,或者說是這些設備的傳輸通道。在顯示系統、硬碟和光碟機,以及網路通訊中,都需要使用Cache技術。

H. 什麼是虛擬存儲器和局部性原理

虛擬存儲器:是指具有請求調入功能和置換功能,能從邏輯上對內存容量進行擴充的一種存儲器系統。在虛擬存儲器系統中,作業無需全部裝入,只要裝入一部分就可運行。
引入虛擬存儲技術之後,可以:
1、提高內存利用率;(如:定義100*100大小的數組,可能只用到10*10個元素)
2、程序不再受現有物理內存空間的限制;編程變得更容易;
3、可以提高多道程序度,使更多的程序能夠進入內存運行。程序局部性原理:虛擬存儲管理的效率與程序局部性程序有很大關系。根據統計,進程運行時,在一段時間內,其程序的執行往往呈現出高度的局限性,包括時間局部性和空間局部性。
1、時間局部性:是指若一條指令被執行,則在不久的將來,它可能再被執行。
2、空間局部性:是指一旦一個存儲單元被訪問,那它附近的單元也將很快被訪問。

I. 什麼是存儲器局部性原理

程序的局部性原理,即程序的地址訪問流有很強的時序相關性,未來的訪問模式與最近已發生的訪問模式相似。根據這一局部性原理,把主存儲器中訪問豎喊概率最高的內容存放在Cache中,當CPU需要讀取數據時就首先在Cache中查找是灶纖如否有隱啟所需內容,如果有則直接從Cache中讀取;若沒有再從主存中讀取該數據,然後同時送往CPU和Cache。

J. 什麼是程序訪問的局部性,存儲系統中哪一級採用了程序訪問的局部性原理

程序訪問的局部性是指程序執行的局部規律,即在一段時間內,整個復製程序的執行僅限於程序的一部分。

他們傾向於引用與其他最近引用的項相鄰的項,或者與最近自引用的項相鄰的項。局部性通常有兩種形式:時間局部性和空間局部性

在存儲系統中,cache-mainmemory層次結構和main-secondarymemory層次結構採用了程序訪問的本地原則。

程序局部性包括程序的時間局部性和空間局部性。

1.程序的時間位置:指的是要被raider程序使用的信息可能是當前正在使用的信息。

2.程序的空間定域性:指程序所使用的信息可能是相鄰的,也可能是與空間中所使用的信息相鄰的。

(10)存儲器的局部性原理作用擴展閱讀:

丹寧根據程序的局部化理論,提出了工作集理論。工作集是進程運行時頻繁訪問的頁面集合。

顯然,我們知道,通過將程序的工作集完全保存在內存中,可以極大地減少進程中丟失的頁面數量。否則,進程將在進程頻繁的頁面中斷中運行,從而出現頻繁的頁面in/out現象100,導致系統性能下降,甚至出現「抖動」。

工作集的劃分可以通過固定的時間長度或固定的頁面長度來完成。當發生碰撞現象時,說明系統負荷過大。二是控制缺頁率,當缺頁率達到極限時,再增加內存分配量;當缺頁率達到下限時,內存分配就會減少。