2017-2018-1 20155330 《信息安全系统设计基础》第9周学习总结

教材学习内容总结

• 随机访问存储器
  • 静态（SRAM）：作为高速缓存存储器，即可以在CPU芯片上，也可以在片下。不会超过几兆字节。
  • 动态（DRAM）： 作为主存以及图形系统的帧缓冲区。有几百或几千兆字节。对干扰非常敏感。
  • 非易失性存储器：关电后，仍然保存信息。这类存储器整体被称作只读存储器ROM，以能够被重编程（写）的次数和对它们进行重编程所用的机制区分。
    • PROM只能被编成一次。
    • 可擦写可编程EROM有一个透明的石英窗口，允许光到达存储单元。
    • 闪存是一类非易失性存储器。能提供相对于传统旋转磁盘的一种更快速、更强健和更低能耗的选择。
  • 访问主存：数据流通过成为总线的共享电子电路在处理器和DRAM主存之间来来回回。
    • 读事务：从主存传送数据到CPU。写事务：从CPU传送数据到主存。
    • 总线是一组并行的导线，能携带地址、数据和控制信号。
      
• 磁盘存储
  • 磁盘是由盘片构成的。每个盘片有两面或者称为表面，表面覆盖着磁性记录材料。盘片中央有一个可以旋转的主轴，它使得盘片以固定的旋转速率旋转，通常是5400~15000转每分钟。
    
  • 磁盘容量：
    • 记录密度（位/英寸）：磁道一英寸的段中可以放入的位数
    • 磁道密度（道/英寸）：从盘片中心出发半径上一英寸的段内可以有的磁道数
    • 面密度（位/平方英寸）：记录密度与磁道密度的乘积
  • 磁盘操作：
    • 寻道时间（Tseek）：移动传动臂到目标扇区所需的时间通常3-9ms
    • 旋转时间（Trotation）：驱动器等待目标扇区的第一个位旋转到读写头下
    • 传送时间（Ttransfer)：驱动器开始读写该扇区内容的时间
    • 传送时间依赖于：旋转速度和每条磁道的扇区数目
• 局部性
  • 局部性原理：计算机程序倾向于引用邻近于其他最近引用过的数据项的数据或其本身，这种倾向性，被称为局部性原理。局部性原理包括时间局部性，空间局部性。
  • 评价一个程序中局部性的简单原则：重复引用同一个变量的程序有良好的时间局部性。对于具有步长为k的引用模式的程序，步长越小，空间局部性越好；在存储器中以大步长跳来跳去的程序空间局部性会很差。对于取指令来说，循环有很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。有良好局部性的程序比局部性差的程序运行得更快。
• 存储器层次结构
  
• 存储器层次结构中的缓存
  • 缓存命中：当程序需要第k+1层的某个数据对象d时，首先在当前存储在第k层的一个块中查找d，如果d刚好缓存在第k层中，就称为缓存命中。该程序直接从第k层读取d，比从第k+1层中读取d更快。
  • 缓存不命中：即第k层中没有缓存数据对象d。这时第k层缓存会从第k+1层缓存中取出包含d的那个块。如果第k层缓存已满，就可能会覆盖现存的一个块：覆盖一个现存的块的过程称为替换/驱逐这个块。被驱逐的块有时也称为牺牲块。
    • 强制性不命中/冷不命中：即第k层的缓存是空的（称为冷缓存），对任何数据对象的访问都不会命中。通常是短暂事件，不会在反复访问存储器使得缓存暖身之后的稳定状态中出现。
    • 冲突不命中：由于一个放置策略：将第k+1层的某个块限制放置在第k层块的一个小的子集中，这就会导致缓存没有满，但是那个对应的块满了，就会不命中。 第k+1层的第i块，必须放置在第k层的块（i mod 4）中，这种限制性的放置策略引起冲突不命中。
    • 容量不命中：当工作集的大小超过缓存的大小时，缓存会经历容量不命中，就是说缓存太小了，不能处理这个工作集。

    • 放置策略：发生了不命中，第k层的缓存就必须执行某个放置策略，确定把它从第k+1层中取出来的块放在哪里。

      教材学习中的问题和解决过程

• 问题1：
• 问题1解决方案：根据公式
  该磁盘容量=(512字节/扇区)x(400扇区/磁道)x(10000磁道/表面)x(2表面/盘片)x(2盘片/磁盘)=8192000000字节=8.192GB

代码托管

结对及互评

本周结对学习情况

• 20155321
• 结对学习内容
  • 第6章

学习进度条

尝试一下记录「计划学习时间」和「实际学习时间」，到期末看看能不能改进自己的计划能力。这个工作学习中很重要，也很有用。
耗时估计的公式
：Y=X+X/N ，Y=X-X/N，训练次数多了，X、Y就接近了。

参考：软件工程软件的估计为什么这么难，软件工程 估计方法

• 计划学习时间:18小时

• 实际学习时间:20小时

参考资料

• 《深入理解计算机系统V3》学习指导