嵌入式系统设计师考试笔记之存储器管理篇.doc
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2010-07-23
16:30:12
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引言
2007 年下半年通过了嵌入式系统设计师的考试，一大堆的复习资料都不知道扔那里好，卖掉又有点
可惜，送人又没人要。与其让当时的复习笔记沉沦书架底部，还不如整理一下让大家评论评论。 2008 年
11 月的考试也快到了，如果能帮到有需要的人，那我真是乐坏了。看看 06 和 07 年的题目，在存储管理方
面的题目蛮多的，应该是一个重要考点。无论是概念、理论、分析和计算都相当容易出题。在我当时的复
习笔记中这方面算最多了。这里就先拿这个点说说吧，其他的以后有时间再写了。
1、存储器系统的层次架构
计算机系统的存储器被组织城一个金字塔的层次结构。
自 上 而 下 为 ： CPU 内 部 寄 存 器 、 芯 片 内 部 高 速 缓 存 (cache) 、 芯 片 外 部 高 速 缓 存
(SRAM、SDRAM、DRAM)、主存储器(FLASH、EEPROM)、外部存储器(磁盘、光盘、CF 卡、SD 卡)和
远程二级存储器(分布式文件系统、WEB 服务器)，6 个层次的结构。
上述设备从上而下，依次速度更慢、容量更大、访问频率更小，造价更便宜。
2、高速缓存(cache)
工作原理（参照教程 126 页，博客画不了图）：主要利用了程序的局部性特点。
地址映象是指把主存地址空间映象到 cache 的地址空间。
地址变换是指当程序或数据已经装入到 cache 后，在实际运行过程中，把主存地址如何编程 cache 空
间的地址。
常用的地址映象和地址变换的方式有：（教程 127 页）
直接映象和变换：速度快，造价低，但有局限性，不能充分利用 cache 的好处。
组相联地址映象和变换：速度稍慢但是命中率高。
全相联地址映象和变换：可以任意映射。
常用的 cache 替换算法：轮转法和随机替换算法。
高速缓存的分类：
统一 cache 和独立的数据/指令 cache
写通 cache 和写回 cache
读操作分配 cache 和写操作分配 cache
3、存储管理单元（MMU）
MMU 在 CPU 和物理内存之间进行地址转换，将地址从逻辑空间映射到物理空间，这个过程称为 内
存映射。
MMU 主要完成下面的工作：
A. 虚拟存储空间到物理空间的映射。
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