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存储器的局部性原理作用

发布时间: 2023-04-02 13:00:17

A. 简述程序局部性原理.这个原理在分级的存储体系结构中是怎样起作用的

首先说明,个人学习不好,以下仅仅参考,不要当真
存储的问题就是存储区大则搜索慢,存储区小搜索快
理论上,希望能快速搜索,需要用小存储区。
但是在存储区内一旦找不到数据,需要与进行数据交换。而交换数据比在大存储区内搜索更花时间
即,存储区小,搜索快,但是交换多
存储区大,搜索慢,交换少
所幸的是,一般下次可能使用的数据是在这次使用数据附近
所以,可以将这次在大存储区使用的数据附近的数据作为一块,整个读入小的更快的存储器。以供下次可能再次使用。则既可以在小存储器里快速读取而且可以以很高的概率在小存储器内读到。
由于学习不好,以上就当乱说,不要当真

B. 局部性原理的介绍

局部性坦悔原理是指CPU访问存储器时,无洞闭论是存取指令还是存取数据,所访问的存储单元都趋于聚纳信裂集在一个较小的连续区域中。

C. 局部性原理

局部性通常有两种形式:

时间局部性(temporal locality):在一个具有良好时间局部性的程序中,被引用过一次的内存位置很可能在不远的将来再被多次引用。
空间局部性(spatial locality)在一个具有良好空间局部性的程序中,如果一个内存位置被引用了一次,那么程序很可能在不远的将来引用附近的一个内存位置。
程序员应该理解局部性原理,一般而言,有良好局部性的程序比局部性差的程序运行得更快。


现代计算机系统的各个层次,从硬件到操作系统,再到应用程序,它们的设计都利用了局部性。

在硬件层,局部性原理允许计算机设计者通过引入小而快速的高速缓存存储器来保存最近被引用的指令和数据项,从而提高对主存的访问速度。
在操作系统级,局部性原理允许系统使用主存作为虚拟地址空间最近被引用块的高速缓存。类似的,操作系统用主存来缓存磁盘文件系统中最近被使用的磁盘块。
在应用程序的设计中,局部性原理也扮演者重要角色。如Web浏览器将最近被引用的文档放在本地磁盘上,利用的就是时间局部性。大容量的Web服务器将最近被请求的文档放在前端磁盘高速缓存中,这些缓存能满足对这些文档的请求,而不需要服务器的干预。

D. 时间局部性和空间局部性

局部性原理对于高速缓存存储器的应用有重要意义,一个良好的局部性程序更能发挥高速缓存的作用

这是一个求和程序,变量sum在每次的循环迭代中都会余碰模被引用一次,因此对于sum来说有良好时间局部性。另一方面,因为sum是标量吵州,对于sum来说没有空间局部性。

对于向量V来说,每次访问都是按照地址空间一个接一个读取的具有良好的空间局部性,但是时间局部性很差,因为每个元竖缓素都只被访问一次。

《深入理解计算机系统》

E. 存储器工作原理有什么作用

1、存储器就是用来存放数据的地方。它是利用电平的高低来存放数据的,也就是说,它存放的实际上是电平的高、低,而不是我们所习惯认为的1234这样的数字。
2、一个存储器就象一个个的小抽屉,一个小抽屉里有八个小格子,每个小格子就是用来存放“电荷”的,电荷通过与它相连的电线传进来或释放掉,至于电荷在小格子里是怎样存的,就不用我们操心了。
3、在每个单元上有个控制线,我想要把数据放进哪个单元,就给一个游纳信号这个单元的控制线,这个控制线就把开关打开,这样电荷就能自由流动了,而其它单元控制线上没有信号,所以开关不打开,不会受到影响。
4、存储器(Memory)是现代信息技术中用于保存信息的记忆设备。其概念很广,有很多层次,在数字系统中,只要能保存二进制数据的都可以是存储器。
1.存储器就是用来存放数据的地方。它是利用电平的高低来存放数据的,也就是说,它存放的实际上是电平的高、低,而不是我们所习惯认为的1234这样的数字。
2.一个存储器就象一个个的小抽屉,一个小抽屉里有八个小格子,每个小格子就是用来存放“电荷”的,电荷通过与它相连的电线传进来或释放掉,至于电荷在小格子里是怎样存的,就不用我们操心了,你能把电线想象成水管,小格子里的电荷就象是水,那就好理解了。存储器中的每个小抽屉就是一个放数据的地方,我们称之为一个“单元”。
3.在每个单元上有个控制线,我想要把数据放进哪个单元,就给一个信号这个单元的控制线,这个控制线就把开关打开,这样电荷就能自或戚由流动了,而其它单元控制线上没有信号,所以开关不打开,不会受到影响,这样,只要控制不一样单元的控制线,就能向各单元写入不一样的数据了,同样,如果要某个单元中取数据,也只要打开对应的控制开关就行了。
4.存储器(Memory)是现代信息技术中用于保存信息的记忆设备。其概念很广,有很多层次,在数字系统中,只要能保存二进制数据的都可以是存储器;在集成电路中,一个没有实物形式的具有存储功能的电路也叫存储器,如RAM、FIFO等;在系统中,具有实物形式的存储设备也叫存储器,衫磨陵如内存条、TF卡等。计算机中全部信息,包括输入的原始数据、计算机程序、中间运行结果和最终运行结果都保存在存储器中。

F. 计算机组成原理中的局部性原理是什么

时间局部性就是,最近被访问的存储单元,在之后很有可能会被再次访问到;

空间局部性就是,对于正在被访问的存储单元附近的位置,在之后很有可能会被访问到。

这个很容易理解,以一段常见的代码为例:

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

sum += array[i];

}

其中i、sum 这些元素现在正被访问,在之后也一定会被重复访问,这就是时间局部性;

而array这个数组,现在访问了array[0]的位置,那之后紧接着就会访问它附近的位置,比如array[1]、array[2]等等,这就是空间局部性。

根据局部性原理,可以做一些相关设计。比如cache就是利用局部性原理设计出来的。

G. Cache的工作原理是什么

Cache的工作原理是基于程序访问的局部性(通俗说就是把经常用到的数据放在一个高速的cache里面)。

Cache存储器:电脑中为高速缓冲存储器,是位于CPU和主存储器DRAM(Dynamic Random Access Memory)之间,规模较小,但速度很高的存储器,通常由SRAM(Static Random Access Memory静态存储器)组成。

Cache的功能是提高CPU数据输入输出的速率。

Cache容量小但速度快,内存速度较低但容量大,通过优化调度算法,系统的性能会大大改善,仿佛其存储系统容量与内存相当而访问速度近似Cache。

Cache通常采用相联存储器。

(7)存储器的局部性原理作用扩展阅读

PC系统的发展趋势之一是CPU主频越做越高,系统架构越做越先进,而主存DRAM的结构和存取时间改进较慢。因此,Cache技术愈显重要,在PC系统中Cache越做越大。广大用户已把Cache做为评价和选购PC系统的一个重要指标。

本在传输速度有较大差异的设备间都可以利用Cache作为匹配来调节差距,或者说是这些设备的传输通道。在显示系统、硬盘和光驱,以及网络通讯中,都需要使用Cache技术。

H. 什么是虚拟存储器和局部性原理

虚拟存储器:是指具有请求调入功能和置换功能,能从逻辑上对内存容量进行扩充的一种存储器系统。在虚拟存储器系统中,作业无需全部装入,只要装入一部分就可运行。
引入虚拟存储技术之后,可以:
1、提高内存利用率;(如:定义100*100大小的数组,可能只用到10*10个元素)
2、程序不再受现有物理内存空间的限制;编程变得更容易;
3、可以提高多道程序度,使更多的程序能够进入内存运行。程序局部性原理:虚拟存储管理的效率与程序局部性程序有很大关系。根据统计,进程运行时,在一段时间内,其程序的执行往往呈现出高度的局限性,包括时间局部性和空间局部性。
1、时间局部性:是指若一条指令被执行,则在不久的将来,它可能再被执行。
2、空间局部性:是指一旦一个存储单元被访问,那它附近的单元也将很快被访问。

I. 什么是存储器局部性原理

程序的局部性原理,即程序的地址访问流有很强的时序相关性,未来的访问模式与最近已发生的访问模式相似。根据这一局部性原理,把主存储器中访问竖喊概率最高的内容存放在Cache中,当CPU需要读取数据时就首先在Cache中查找是灶纤如否有隐启所需内容,如果有则直接从Cache中读取;若没有再从主存中读取该数据,然后同时送往CPU和Cache。

J. 什么是程序访问的局部性,存储系统中哪一级采用了程序访问的局部性原理

程序访问的局部性是指程序执行的局部规律,即在一段时间内,整个复制程序的执行仅限于程序的一部分。

他们倾向于引用与其他最近引用的项相邻的项,或者与最近自引用的项相邻的项。局部性通常有两种形式:时间局部性和空间局部性

在存储系统中,cache-mainmemory层次结构和main-secondarymemory层次结构采用了程序访问的本地原则。

程序局部性包括程序的时间局部性和空间局部性。

1.程序的时间位置:指的是要被raider程序使用的信息可能是当前正在使用的信息。

2.程序的空间定域性:指程序所使用的信息可能是相邻的,也可能是与空间中所使用的信息相邻的。

(10)存储器的局部性原理作用扩展阅读:

丹宁根据程序的局部化理论,提出了工作集理论。工作集是进程运行时频繁访问的页面集合。

显然,我们知道,通过将程序的工作集完全保存在内存中,可以极大地减少进程中丢失的页面数量。否则,进程将在进程频繁的页面中断中运行,从而出现频繁的页面in/out现象100,导致系统性能下降,甚至出现“抖动”。

工作集的划分可以通过固定的时间长度或固定的页面长度来完成。当发生碰撞现象时,说明系统负荷过大。二是控制缺页率,当缺页率达到极限时,再增加内存分配量;当缺页率达到下限时,内存分配就会减少。