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教 案 课程名称　计算机系统结构　 　　 N0. 15 教师姓名 姚锡忠 班 级 计算机054 授课形式 讲 课 授课日期 200 6年 3 月 28 日第 六 周 授课时数 2 章节名称 第三章 存储系统（3-4） 教学目的 1、掌握存储体系的组织方式。 2、掌握页面替换算法的调度过程。 3、明确本章的基本知识点。 教学重点 1、存储体系的组织方式。 2、页面替换算法的习题讲解。 3、本章的基本知识点说明。 教学难点 无 增删改内容 无 教学手段与资源 复习与导入新课： 时间：10分钟 1、说明Cache替换算法的类型及实现方法？ 2、影响Cache命中率的因素有哪些？ 3、说明解决Cache与主存的不一致性问题的算法有哪些？ 导入新课：计算机系统中的存储体系是如何构成的？ 教 学 过 程 与　组　织 时间：65分钟 教学提示 3.4 三级存储体系 1、三级存储体系结构构成：Cache—主存—辅存 2、组织方式： 1）两个存储系统组织方式： 说明方式结构形式、工作原理简单分析（图3-58） 2）一个存储系统组织方式： 说明方式结构形式、工作原理简单分析（图3-59） 3）全Cache系统：说明方式结构形式 3.4.1 虚拟地址Cache 1、分析虚拟地址与Cache共存时的访问地址如何选择 2、分析图3-60描述的一种虚拟地址Cache的地址变换过程，在分析时注意说明快表的使用。 着重分析快表命中时的情况；不命中时同虚拟存储器。 3.4.2 全Cache技术 1、全Cache存储系统结构描述： 2、实现方案介绍：简单说明图3-61描述的全Cache存储系统。 习题7分析： （1）这几种存储器都能够并行工作，因此可以提高频带宽度。总的来说，并行访问存储器的优点是实现简单、容易，缺点是访问冲突大； 高位交叉访问存储器的优点是扩充方便，缺点是访问效率不高；低位交叉访问存储器可以用分时的方法来提高速度，但扩充不方便。? （2）各种存储器的频带宽度和他们的工作频率有关，在不考虑冲突的情况下，如果有足够多的独立控制电路和寄存器，那么，他们的频带宽度是相同的。 （3）存储器的逻辑示意图略。 注意，并行访问存储器和低位交叉访问存储器很相象，只不过，并行访问存储器使用存储模块号（存储体号）来对已经输出的结果进行选择，而低位交叉访问存储器则用来生成对存储模块（存储体）的片选信号，他通过流水的方式来提高访问的速度。 习题15分析： （1）在分配的主存页面数目大于等于5的情况下，这时，除了第一次调入不命中，以后的访问均命中，可以达到最高的页面命中率：实际命中的次数为7次，所以可能达到的最高页面命中率为： （2）由于在页面数大于等于5的情况下，肯定可以达到最高命中率，所以我们来看页面数小于5时能否达到该命中率。分配的主存页面数等于4时，调度过程如下： 此时不能达到最高命中率。 所以至少应该分配4个主存页面。 （3) 我们假设程序每次只访问一个存储单元，这样，对每一个特定页面的访问过程可以描述如下： 因为第一次总是不命中的，而平均起来，随后的1023次总是命中的，然后再次被调出主存，并再次重复先前的过程。 所以访问存储单元的命中率为： 习题19分析： 第三章基本知识点总结： 1、存储系统的定义、性能参数及层次结构形式。 2、并行存储器的形式及其特点。 3、虚拟存储器的概念及地址映像与地址变换的概念。 4、段式、页式、段页式虚拟存储器的基本原理。 5、外部地址变换的目的、内部地址变换的方法类型。 6、FIFO、LRU、LFU页面替换算法的调度过程。 7、Cache的地址映像及其变换方法的实现。 8、Cache的命中率问题。 1、对体系结构形式进行提问来展开。 2、简单分析其工作原理过程，结合前面学过的内容进行分析。 3、注意在分析地址变换过程时要与前面所学的内容相结合。 4、通过对存储体系结构的分析来引入全Cache存储体系结构。 5、讲解习题7。 6、通过图来分析各自特点。 7、通过作图来讲解习题15。 8、在前面两个问题的基础之上分析问题3的答案。 9、简单讲解习题19。 课堂小结与作业布置： 时间：10－15分钟 1、存储体系的组织方式。 2、页面替换算法的习题讲解。 3、本章的基本知识点说明。 课后体会