20145328 《信息安全系统设计基础》第7周学习总结
教材学习内容总结
随机存储器（RAM）
- 静态RAM（SRAM）：快但是价格较高，既可以做CPU上的高速缓存，也可以做芯片下的高速缓存
- 动态RAM（DRAM）：慢但是价格便宜，用做主存和图形帧缓冲区。
总线
- 总线是一组并行的导线，能携带地址、数据和控制信号。
- 系统总线：连接CPU和I/O桥
- 存储器总线：连接I/O桥和主存
- I/O总线：I/O桥将系统总线的电子信号翻译成存储器总线的电子信号，也将系统总线和存储器总线连接到I/O总线。
非易失性从存储器（ROM）
- 也称作只读存储器，即使是在关电的时候也能保持他们的信息，用来存储固件。
磁盘
- 磁盘是由盘片构成的，每个盘片有两面或者称为表面，每个表面由一组成为磁道的同心圆组成
- 磁盘容量由记录密度、磁道密度、面密度决定
- 对扇区的访问时间有三个主要部分：寻道时间、旋转时间、传送时间
- 逻辑磁盘块：内存可以看成字节数组、磁盘可以看成块数组
- 旋转磁盘是机械的非易失性存储设备，以每个位很低的成本的保存大量的数据，但是访问时间比DRAM更长。
- 固态硬盘（SSD）基于非易失性的闪存，越来越变成旋转磁盘对某些应用的具有吸引力的替代产品。
局部性
- 局部性原理：
- 时间局部性，空间局部性
- 对程序数据引用的局部性
- 步长为k的引用模式：一个连续变量中，每隔k个元素进行访问，就被称为步长为k的引用模式，一般来说，随着步长增加，空间局部性下降
- 取指令的局部性
- 对于取指令来说，循环有好的时间和空间局部性。循环体越小，循环迭代次数越多，局部性越好
存储器层次结构
一般来说，较快的存储技术每个位的价格会更高，而且容量较小
DRAM和磁盘访问时间远远大于CPU周期时间。
系统通过将存储器组织成存储设备的层次结构来弥补这些差异，在这个层次中，较小、较快的设备在顶部，较大、较慢的设备在底部。因为编写良好的程序有好的局部，大多数数据都可以从较高层得到服务，结果就是存储系统能以较高层的速度运行，但却有较低层的成本和容量。
主要从高速缓存取数据的程序能比主要从存储器取数据的程序运行快很多。
-------博客内容加载中，请稍后--------
代码托管情况
课后作业中的问题和解决过程
-
习题6.2
- 计算这样一个磁盘的容量。它有2个盘片，10 000个柱面，每条磁道平均有400个扇区，每个扇区平均有512个字节
磁盘容量 = （512/400）*400*10000*2*2= 8 192 000 000 字节 = 8.192GB
-
习题6.3
- 估计访问下面的一个磁盘上的一个扇区需要的时间（以ms为单位）。旋转速率：15000RPM；Taveseek = 8ms;每条磁道的平均扇区数：500
访问时间 = Taveseek+Taverotation+Tavetransfer = 8ms+0.51/15000RPM60secs.min1000ms/s+1/15000RPM1/50060secs/min1000ms/s=8ms+2ms+0.008ms=10.008ms
-
习题6.4
- 假设1MB的文件由512字节的逻辑块组成，存储在有如下特性的磁盘驱动器上（旋转速率：10 000RPM，Taveseek=5ms，平均扇区/磁道 = 1000）。
- （1）最好的情况：给定逻辑块到磁盘扇区的最好的可能的映射（即，顺序的），估计读这个文件需要的最优时间
- （2）随机的情况：如果块是随机地映射到磁盘扇区的，估计读这个文件需要的时间
1. T=Taveseek+Taverotation+2Tmaxrotation=5ms+3ms+26ms=20ms
2. 在这种情况下，块被随机的映射到扇区上，读2000块的每一块都需要Taveseek+Tavgrotation=8ms。所以读这个文件的总时间为T = 8ms*2000=16000ms=16s
- 习题6.11
- 在前面dotprod的例子中，在我们对数组x做了填充之后，所有对x和y的引用的命中率是多少？
在填充了之后，对于x和y数组，只有在引用第0个和第4个元素的时候发生不命中。因而命中率为75%
心得体会
学习进度条
| 代码行数（新增/累积） | 博客量（新增/累积） | 学习时间（新增/累积） | 重要成长 | |
|---|---|---|---|---|
| 目标 | 5000行 | 30篇 | 400小时 | |
| 第一周 | 0/0 | 1/2 | 20/40 | |
| 第二周 | 63/63 | 1/3 | 20/60 | |
| 第三周 | 0/63 | 1/4 | 20/80 | |
| 第四周 | 0/63 | 1/5 | 20/100 | |
| 第五周 | 45/108 | 1/6 | 20/120 | |
| 第五周 | 0/108 | 1/6 | 25/145 |