資料元素之間的關係有兩種不同的表示方法:
順序映象和非順序映象,並由此得到兩種不同的儲存結構:順序儲存結構和鏈式儲存結構。資料的儲存結構是指資料的邏輯結構在計算機中的表示。
順序儲存方法它是把邏輯上相鄰的結點儲存在物理位置相鄰的
儲存單元裡,結點間的邏輯關係由儲存單元的鄰接關係來體現,由此得到的儲存表示稱為
順序儲存結構。
順序儲存結構是一種最基本的儲存表示方法,通常借助於
程式語言中的
陣列來實現。
鏈結儲存方法它不要求邏輯上相鄰的結點在物理位置上亦相鄰,結點間的邏輯關係是由附加的
指標字段表示的。由此得到的儲存表示稱為
鏈式儲存結構,鏈式儲存結構通常借助於
程式語言中的
指標型別來實現。
順序儲存和鏈結儲存是資料的兩種最基本的儲存結構。
在順序儲存中,每個
儲存空間含有所存元素本身的資訊,元素之間的邏輯關係是通過
陣列下標位置簡單計算出來的
線性表的順序儲存,若乙個元素儲存在對應陣列中的下標位置為i,則它的前驅元素在對應陣列中的下標位置為i-1,它的後繼元素在對應陣列中的下標位置為i+1。在
鏈式儲存結構中,儲存結點不僅含有所存元素本身的資訊,而且含有元素之間邏輯關係的資訊。
資料的 鏈式儲存結構可用鏈結表來表示。
其中data表示值域,用來儲存
節點的數值部分。pl,p2,…,pill(1n≥1)均為
指標域,每個指標域為其對應的後繼元素或前驅元素所在結點(以後簡稱為後繼結點或前驅結點)的儲存位置。通過結點的
指標域(又稱為鏈域)可以訪問到對應的後繼結點或前驅結點,若乙個結點中的某個指標域不需要指向其他結點,則令它的值為空(null)。
在資料的順序儲存中,由於每個元素的儲存位置都可以通過簡單計算得到,所以訪問元素的時間都相同;而在資料的鏈結儲存中,由於每個元素的儲存位置儲存在它的前驅或後繼結點中,所以只有當訪問到其前驅結點或後繼結點後才能夠按
指標訪問到,訪問任一元素的時間與該元素結點在
鏈式儲存結構中的位置有關。
儲存系統的
層次結構為了解決
儲存器速度與**之間的矛盾,出現了儲存器的層次結構。
在某一段時間內,cpu頻繁訪問某一區域性的
儲存器區域,而對此範圍外的位址則較少訪問的現象就是
程式的區域性性原理。層次結構是基於程式的區域性性原理的。對大量典型程式運**況的統計分析得出的結論是:cpu對某些位址的訪問在短時間間隔內出現集中分布的傾向。這有利於對
儲存器實現層次結構。
目前,大多採用**儲存結構。
即:cache-主存-
輔存,如下圖:
3、多級
儲存系統的效能
考慮由cache和主存構成的兩級儲存系統,其效能主要取決於cache和貯存的
訪問週期以及訪問它們的
次數。(
訪問週期為: tc,tm ;訪問次數為: nc,nm)
(1)cache的命中率 h= nc / (nc+nm)
(2)cpu訪存的平均時間 ta= h * tc+ (1-h) tm
cache-主存系統的效率
e= tc / ta
=1/h+(1-h)tm/tc
根據統計分析:cache的命中率可以達到90%~98%
當cache的容量為:32kb時,命中率為86%
64kb時,命中率為92%
128kb時,命中率為95%
256kb時,命中率為98%
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