1.2  例题分析

例题5（软件评测师2009年5月上午第3题）（5） 是指按内容访问的存储器。

（5）A.虚拟存储器          B.相联存储器

C.高速缓存（Cache）     D.随机访问存储器

答案：B

例题分析：

本题考查存储器的有关概念。

1. 虚拟存储器（Virtual Memory）

是为了向用户提供更大的随机存取空间而采用的一种存储技术，它将内存与外存结合使用，如同有一个容量极大的内存储器。其工作速度接近于主存，而成本又与辅存相近，从而形成多层次的存储系统。虚拟存储器已经成为计算机系统中非常重要的组成部分。

虚拟存储器由硬件和操作系统自动实现存储信息调度和管理，其工作过程包括如下6个步骤。

（1）中央处理器将访问主存的逻辑地址分解成组号a和组内地址b,并对组号a进行地址变换。即将逻辑组号a作为索引查找地址变换表，以确定该组信息是否存放在主存内。

（2）如该组号已在主存内，则转而执行（4）；如果该组号不在主存内否则检查主存中是否有空闲区。如果没有，将某个暂时不用的组调出送往辅存，以便将这组信息调入主存。

（3）从辅存读出所要的组，并送到主存空闲区，然后将那个空闲的物理组号a和逻辑组号a登录在地址变换表中。

（4）从地址变换表中读出与逻辑组号a对应的物理组号a.

（5）从物理组号a和组内字节地址b得到物理地址。

（6）根据物理地址从主存中存取所需的信息。

虚拟存储器的调度方式有分页式、段式及段页式3种。

（1）页式调度：将逻辑和物理地址空间都分成固定大小的页，主存按页顺序编号，而每个独立编址的程序空间有自己的页号顺序。通过调度辅存中程序的各页可以离散装入主存中不同的页面位置，并可据表一一对应检索。该方式的优点是页内零头小、页表对程序员透明、地址变换快且调入操作简单；缺点是各页不是程序的独立模块，不便于实现程序和数据的保护。

（2）段式调度：按程序的逻辑结构划分地址空间，段的长度是随意的，并且允许伸长。其的优点是消除了内存零头，易于实现存储保护且便于程序动态装配；缺点是调入操作复杂。

（3）段页式调度：把物理空间分成页，程序按模块分段，每个段再分成与物理空间页同样小的页面。该方式综合了段式和页式的优点，其缺点是增加了硬件成本，软件也较复杂。大型通用计算机系统多数采用段页式调度。

虚拟存储器地址变换有3种形式，即全联想变换、直接变换和组联想变换，任何逻辑空间页面能够变换到物理空间任何页面位置的方式称为"全联想变换";每个逻辑空间页面只能变换到物理空间一个特定页面的方式称为"直接变换";"组联想变换"指各组之间是直接变换，而组内各页间则是全联想变换。

替换规则用来确定替换主存中的哪一部分，以便腾空部分主存，存放来自辅存要调入的内容。常见的替换算法有4种，一是随机算法，即用软件或硬件随机数产生器确定替换的页面；二是先进先出：先调入主存的页面先替换；三是近期最少使用算法，即替换最长时间不用的页面；四是最优算法，即替换最长时间以后才使用的页面，这是理想化的算法，它只能作为衡量其他各种算法优劣的标准。

虚拟存储器的效率是系统性能评价的重要内容，它与主存容量、页面大小、命中率，程序局部性和替换算法等因素有关。

2. 相联存储器（Associative Memory）

也称为"按内容访问存储器"（Content Addressed Memory），它是一种不根据地址而根据存储内容来存取的存储器。写入信息时按顺序写入，不需要地址；读出时要求中央处理单元给出一个相联关键字，用其与存储器中所有单元中的一部分信息比较。如相等，则将此单元中余下的信息读出。这是实现存储器并行操作的一种有效途径，特别适合于信息的检索和更新。

3. 高速缓冲存储器

（Cache）位于CPU与内存之间，是一个读写速度比内存更快的存储器，其中存储频繁访问的RAM中的内容及其存储地址，当处理器引用存储器中的某地址时，高速缓冲存储器便检查是否存有该地址。如果存有，则将数据返回处理器；否则访问常规存储器。因为Cache总是比主RAM 存储器速度快，所以当 RAM 的访问速度低于微处理器的速度时通常使用这种存储器。

4. 随机访问存储器（Random Access Memory , RAM）

存储单元的内容可按需随意取出或存入，且存取速度与存储单元的位置无关的存储器。当机器电源关闭后其中的数据就会丢失。

返回目录：软件评测师试题精编第1章计算机系统构成

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