資訊保安系統設計基礎第六周學習總結

2021-09-26 03:26:31 字數 3563 閱讀 9873

ram分類:

1.傳統的dram

(1)超單元

(2)資訊的流入流出

資訊通過引腳流入流出晶元,每個引腳攜帶乙個1位的訊號。

(3)儲存控制器

這個電路可以一次傳入或傳出w位。

3.增強的dram

4.非易失性儲存器——rom

(1)分類

(2)快閃儲存器flash

(3)韌體

儲存在rom裝置中的程式通常被稱為韌體,當乙個計算機系統通電以後,他會執行儲存在rom中的韌體。

5.訪問主存

(1)匯流排

匯流排分類:

a.系統匯流排——連線cpu和i/o橋

b.儲存器匯流排——連線i/o橋和主存

c.i/o匯流排(具體見6.1.2.4)1.磁碟構造

2.磁碟容量——乙個磁碟上可以記錄的最大位數

(1)影響因素:

(2)計算公式:

3.磁碟操作

磁碟以扇區大小的塊來讀寫資料。

訪問時間的分類:

(1)尋道時間

移動傳動臂所用的時間,依賴於讀/寫頭以前的位置和傳動臂在盤面上移動的速度。

(2)旋轉時間

驅動器等待目標扇區的第乙個位旋轉到讀/寫頭下,依賴於盤面位置和旋轉速度。

最大旋轉延遲=1/rpm x 60secs/1min (s)

平均旋轉時間是最大值的一半。

(3)傳送時間

訪問乙個磁碟扇區內容的平均時間為平均尋道時間,平均旋轉延遲和平均傳送時間之和。

主要時間是尋道時間和旋轉延遲。

固態硬碟是一種基於快閃儲存器的儲存技術【區別於旋轉磁碟:固態磁碟沒有移動的部分。

1.組成

乙個ssd包由乙個或多個快閃儲存器晶元和快閃儲存器翻譯層組成:

快閃儲存器晶元——對應旋轉磁碟中機械驅動器

快閃儲存器翻譯層(硬體/韌體裝置)——對應磁碟控制器

2.讀/寫

(1)順序讀寫

速度相當,順序讀比順序寫稍微快一點

(2)隨機讀寫

寫比讀慢乙個數量級

原因:底層快閃儲存器基本屬性決定。

乙個快閃儲存器由b個塊的序列組成,每個塊由p頁組成。通常頁的大小是512~4kb,塊是由32~128頁組成的,塊的大小為16kb~512kb。

資料是以為單位讀寫的。

3.優點

4.缺點區域性性原理:

乙個編寫良好的電腦程式,常常傾向於引用臨近於其他最近引用過的資料項的資料項,或者最近引用過的資料項本身。

分類:

量化評價乙個程式中區域性性的簡單原則:

每層儲存裝置都是下一層的「快取」

快取記憶體:是乙個小而快速的儲存裝置,它作為儲存在更大、更慢的裝置中的資料物件的緩衝區域。

快取:使用快取記憶體的過程稱為快取。。

1.快取命中

當程式需要第k+1層的某個資料物件d時,首先在當前儲存在第k層的乙個塊中查詢d,如果d剛好快取在第k層中,就稱為快取命中。

該程式直接從第k層讀取d,比從第k+1層中讀取d更快。

2.快取不命中

即第k層中沒有快取資料物件d。

這時第k層快取會從第k+1層快取中取出包含d的那個塊。如果第k層快取已滿,就可能會覆蓋現存的乙個塊

覆蓋——替換/驅逐

替換策略:

3.快取不命中的種類

(1)強制性不命中/冷不命中

(2)衝突不命中

(3)容量不命中快取記憶體是乙個快取記憶體組的陣列,它的結構可以用元組(s,e,b,m)來描述:

s:這個陣列中有s=2^s個快取記憶體組

e:每個組包含e個快取記憶體行

b:每個行是由乙個b=2^b位元組的資料塊組成的

m:每個儲存器位址有m位,形成m=2^m個不同的位址

除此之外還有標記位和有效位:

有效位:每個行有乙個有效位,指明這個行是否包含有意義的資訊

標記位:t=m-(b+s)個,唯一的標識儲存在這個快取記憶體行中的塊

組索引位:s

塊偏移位:b

快取記憶體的結構將m個位址劃分成了t個標記位,s個組索引位和b個塊偏移位。

快取記憶體的大小/容量c

指所有塊的大小的和,不包括標記位和有效位,所以:

c=s*e*b

快取記憶體確定乙個請求是否命中,然後取出被請求的字的過程,分為三步:

1.組選擇

2.行匹配

3.字抽取

1.組選擇

快取記憶體從w的位址中間抽取出s個組索引位

2.行匹配

判斷快取命中有兩個充分必要條件:

3.字選擇

同樣的乙個模擬:塊-關於位元組的陣列,位元組偏移是到這個陣列的乙個索引。

4.後執行中的直接對映快取記憶體e路組相聯快取記憶體:11.組選擇

2.行匹配和字選擇

形式是(key, value),用key作為標記和有效位去匹配,匹配上了之後返回value。

重要思想:組中的任意一行都可以包含任何對映到這個組的儲存器塊,所以告訴快取必須搜尋組中的每一行。

判斷匹配的標準依舊是兩個充分必要條件:

1.有效

2.標記匹配

3.行替換

有空行替換空行,沒有空行,應用替換策略:

1.組選擇

只有乙個組,預設組0,沒有索引位,位址只被劃分成了乙個標記和乙個塊偏移。

2.行匹配和字選擇

同組相聯。

只適合做小的快取記憶體。

1.寫命中時,更新低一層中的拷貝的方法:

(1)直寫,立即將w的快取記憶體塊協會到緊接著的低一層中

缺點:每次寫都會引起匯流排流量。

(2)寫回,只有當替換演算法要驅逐更新過的塊時,才寫到緊接著的低一層中

2.寫不命中的處理方法

(1)寫分配---通常寫回對應

載入相應的低一層中的塊到快取記憶體中,然後更新這個快取記憶體塊。

(2)非寫分配---通常直寫對應

避開快取記憶體,直接把這個字寫在低一層中。

快取記憶體既儲存資料,也儲存指令。

1.效能:

2.具體影響:

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