2017-2018-1 20145237 《信息安全系统设计基础》第9周学习总结
教材学习内容总结
存储系统是一个具有不同容量、成本和访问时间的存储设备的层次结构；
6.1 存储技术
随机访问存储器（RAM）分两类：静态RAM（SRAM）和动态RAM（DRAM），静态的比动态的快，当然也比动态的贵；
静态RAM：由于SRAM存储单元的双稳态特性，只要有电，它就会永远地保持它的值。即使受到干扰，一旦干扰消失它便会恢复到稳定值；
动态RAM：DRAM存储单元对干扰非常敏感。当电容的电压被扰乱后它就永远不会恢复了。所以存储系统必须周期性的通过读出，然后重写来刷新存储器的每一位；
传统的DRAM芯片中的单元被分成d个超单元，每个超单元都由w个DRAM单元组成。一个dxw的DRAM总共存储了dw为信息，通过存储控制器电路每次可以从DRAM芯片传入或传出w位。为降低芯片上地址引脚的数量，DRAM的单元被组织为二维阵列而不是线性数组；
增强的DRAM：
快页模式DRAM（FPM DRAM）；
扩展数据输出DRAM（EDO DRAM）；
同步DRAM（SDRAM）；
双倍数据速率同步DRAM（DDR SDSRAM）；
非易失性存储器（ROM）：即使是在关电后，也仍然保存着它们的信息：
可编程ROM（PROM）；
可擦写可编程ROM（EPROM）；
闪存（flash memory）；
存储在ROM设备中的程序通常称为固件；
磁盘容量 = 每扇区字节数 X 磁道平均扇区数 X 每磁盘表面磁道数 X 每盘片表面数 X 磁盘盘片数；
访问时间 = 寻道时间 + 旋转时间 + 传送时间：
寻道时间：平均寻道时间一般为3~9ms，最大寻道时间可高达20ms；
旋转时间：最大旋转延迟为磁盘旋转一圈所需时间，即为旋转速率的倒数（以秒为单位），而平均旋转时间为最大旋转时间的一半；
传送时间：读/写一个扇区的用时，即为磁盘旋转一圈的用时除以每一磁道上的扇区数；
在磁盘可以存储数据之前，它必须被磁盘控制器格式化。格式化过程中要在每个区中预留出一组柱面作为备用，所以磁盘制造商所说的格式化容量比最大容量还要小；
I/O总线比系统总线慢，但它可以容纳种类繁多的第三方I/O设备；
CPU使用存储器映射I/O技术来向I/O设备发出命令；
一个SSD包由一个或多个闪存芯片和闪存翻译层组成；
当SSD执行顺序读和写时，性能相当，但执行随机的读和写时，写入速度比读出速度慢一个数量级；
6.2 局部性
引用邻近于其他最近引用过的数据项的数据项，或者最近引用过的数据项本身。
评价一个程序中局部性的简单原则：
1.重复引用同一个变量的程序具有良好的时间局部性。
2.对于具有步长为k的引用模式程序，步长越小，空间局部性越好。
3.对于取指令来说，循环有好的时间局部性和好的空间局部性。循环体越小，循环迭代次数越多，局部性越好。
6.3 存储器层次结构
存储技术：不同的存储技术的访问时间差异很大。
计算机软件：一个编写良好的程序倾向于展示出良好的局部性。
缓存命中：当程序需要第k+1层的某个数据时，他首先再第k曾查找，如果数据刚好在第k曾，则称之为缓存命中。
缓存不命中：与之相反。
存储器层次结构：
1.利用时间局部性
2.利用空间局部性
6.4 高速缓存存储器
高速缓存的结构可以用元组（S, E, B, m）来描述；
高速缓存的大小C = S X E X B；
直接映射高速缓存：
•高速缓存确定一个请求是否命中，然后抽搐被请求字的过程，分为：组选择，行匹配，字抽取
•组选择：从w的地址中抽取组索引；这些位被解释成对应于一个组号的无符号整数
•行匹配：对于直接映射高速缓存，行匹配是容易而且快的；因为每个组只有一行
•字匹配：块偏移提供的是这个字的第一个字节是从哪个位置开始的