CSAPP 读书笔记-第六章存储器层次结构
6.1 存储技术
6.1.1 随机访问存储器
- 静态 RAM
用来做高速缓存存储器。
SRAM 将每个位存储在一个双稳态的存储器单元里。非常稳定，只有两个状态，正好表达二进制，但是造价高，功耗大。
- 动态 RAM
用来做内存。
DRAM 将每个位存储为对一个电容的充电。
DRAM 存储器单元对干扰非常敏感。暴露在光线下会导致电容电压改变。
- 增强的 DRAM
DDR SDRAM，Double Data-Rate Synchronous DRAM，双倍数据速率同步 DRAM。就是我们现在用的 DDR 内存条。
不同类型的 DDR SDRAM 是用提高有效带宽的很小的预取缓冲区的大小来划分的：DDR（2位）、DDR2（4位）、DDR3（8位）。
- 非易失性存储器
断电后仍然保存信息。
由于历史原因，虽然 ROM 中有的类型既可以读也可以写，但是它们整体上都被称为只读存储器（Read-Only Memory，ROM）。
闪存（flash memory）基于 EEPROM（电子可擦除可编程 ROM），固态硬盘基于闪存。
存储在 ROM 设备中的程序通常被称为固件（firmware）。当一个计算机系统通电以后，它会运行存储在 ROM 中的固件。一些系统在固件中提供了少量基本的输入和输出函数——例如 PC 的 BIOS（基本输入/输出系统）例程。复杂的设备，像图形卡和磁盘驱动控制器，也依赖固件翻译来自 CPU 的 I/O 请求。
- 访问主存
数据流通过称为总线（bus）的共享电子电路在处理器和 DRAM 主存之间来来回回。每次 CPU 和主存之间的数据传送都是通过一系列步骤来完成的，这些步骤称为总线事务。读事务从主存传送数据到 CPU，写事务从 CPU 传送数据到主存。
6.1.2 磁盘存储
从磁盘读信息的时间为毫秒级，比从 DRAM 读慢了 10 万倍，比从 SRAM 读慢了 100 万倍。
- 磁盘构造
磁盘 = N x 盘片 = N x 2 x 表面 = N x 2 x M x 磁道 = N x 2 x M x L x 扇区。
每个磁盘有两个表面，每个表面由一组称为磁道（track）的同心圆组成，每个磁道被划分为一组扇区，每个扇区包含相等数量的数据位。
多个盘片叠放在一起组成磁盘。
- 磁盘操作
磁盘以扇区大小的块来读写数据。对扇区的访问时间有三个主要的部分：
- 寻道时间：移动传动臂到包含目标扇区的磁道上
- 旋转时间：目标扇区的第一个位旋转到读/写头下
- 传送时间：从目标扇区第一个位旋转到最后一个位
6.2 局部性
局部性通常有两种不同的形式：时间局部性和空间局部性。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。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。
6.4 高速缓存存储器
6.4.1 通用的高速缓存存储器组织结构
cache = M x 缓存组（cache set）= M x N x 缓存行（cache line）。
缓存行最典型的大小是 64 字节。
