內存存儲架構

❶ 內存管理：一文讀懂linux內存組織結構及頁面布局

1、內存是什麼？

1) 內存又稱主存，是 CPU 能直接定址的存儲森鄭空間，由半導體器件製成；

2) 內存的特點是存取速率快，斷電一般不保存數據，非持久化設備；

2、內存的作用

1) 暫時存放 cpu 的運算數據

2) 硬碟等外部存儲器交換的數據

3) 保障 cpu 計算機的穩定性和高性能

1、linux 內存地址空間 Linux 內存管理全貌

2、內存地址——用戶態&內核態

3、內存地址——MMU 地址轉換

4、內存地址——分段機制

1) 段選擇符

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2) 分段實現

5、內存地址——分頁機制（32 位）

6、用戶態地址空間

7、內核態地址空間

8、進程內存空間

內存管理演算法 ——對討厭自己管理內存的人來說是天賜的禮物

1、內存碎片

1) 基本原理

2) 如何避免內存碎片

2、夥伴系統演算法——組織結構

1) 概念

2) 外部碎片

3、夥伴系統演算法——申請和回收

1) 申請演算法

2) 回收演算法

3) 條件

4、如何分配 4M 以上內存？

1) 為何限制大旦春盯塊內存分配

2) 內核中獲取 4M 以上大內存的方法

5、夥伴系統——反碎片機制

1) 不可移動頁

2) 可回收頁

6、slab 演算法——基本原理

1) 基本概念

2) 內部碎片

7、slab 分配器的結構

詳細參考：

經典|圖解Linux內存性能優化核心思想

8、slab 高速緩存

1) 普通高速緩存

2) 專用高速緩存

9、內核態內存池

1) 基本原理

2) 內核 API

10、用戶態內存池

1) C++ 實例

11、DMA 內存

1) 什麼是 DMA

2) DMA 信號

out of memory 的時代過去了嗎？no，內存再充足也不可任性使用。

1、內存的使用場景

2、用戶態內存分配函數

a) 如果當前連續內存塊足夠 realloc 的話，只是將 p 所指向的空間擴大，並返回模和 p 的指針地址。這個時候 q 和 p 指向的地址是一樣的

b) 如果當前連續內存塊不夠長度，再找一個足夠長的地方，分配一塊新的內存，q，並將 p 指向的內容 到 q，返回 q。並將 p 所指向的內存空間刪除

3、內核態內存分配函數

4、malloc 申請內存

5、缺頁異常

6、用戶進程訪問內存分析

7、共享內存

1) 原理

2) shm 介面

1、C 內存泄露

2、C 野指針

3、C 資源訪問沖突

4、STL 迭代器失效

錯誤示例：刪除當前迭代器，迭代器會失效

正確示例：迭代器 erase 時，需保存下一個迭代器

5、C++ 11 智能指針

（1）原理分析：

（2）數據結構：

（3）使用方法：

6、C++ 11 更小更快更安全

六、 如何查看內存

可以通過 cat /proc/slabinfo 命令查看

可以通過 /proc/sys/vm/drop_caches來釋放

❷ 內存存儲組織結構

內存體系結構介紹http://www.net130.com/tutorial/shch/102.htm

Cisco路由器的軟體部分即網路操作系統。通過IOS，Cisco路由器可以連接IP，IPX，IBM，DEC，AppleTalk的網路，並實現許多豐富的網路功能。軟體是需要內存的，Cisco 2500,1600系列路由器的內存體系結構，如圖：

其中，ROM相當於PC 機的BIOS，Cisco路由器運行時首先運行ROM中的程序。該程序主要進行加電自檢，對路由器的硬體進行檢測。其次含引導程序及IOS的一個最小子集。ROM為一種只讀存儲器，系統掉電程序也不會丟失.

FLASH是一種可擦寫、可編程的ROM，FLASH包含IOS及微代碼。可以把它想像和PC機的硬碟功能一樣，但其速度快得多。可以通過寫入新版本和OS對路由器進行軟體升級。FLASH中的程序，在系統掉電時不會丟失。

DRAM：動態內存。該內存中的內容在系統掉電時會完全丟失。DRAM中主要包含路由表，ARP緩存，fast-switch緩存，數據包緩存等。DRAM中也包含有正在執行的路由器配置文件。

NVRAM：NVRAM中包含有路由器配置文件，NVRAM中的內容在系統掉電時不會丟失。

一般地，路由器啟動時，首先運行ROM中的程序，進行系統自檢及引導，然後運行FLASH中的IOS，並在NVRAM中尋找路由器的配置，並將裝入DRAM中。

http://hi..com/crhrysc/blog/item/2edabc1635be7f54f2de3268.html

1．內存的地址
在存儲器中內存單元的基本單位為位元組，每個位元組都有一個惟一的地址
字的地址：字由兩個位元組組成，如果內存單元的地址如圖(1)所示，則字1234H的地址為00002H，低位元組在前(00002H)，高位元組在後(00003H)

圖(1)
2．內存單元的內容
一個存儲單元存放的信息為存儲單元的內容
位元組單元內容：地址0002h的內容為34h，表示為(00002h)=34h
字單元內容：多用偶地址來表示字單元的地址，字的低位元組在偶地址上為偶地址，地址00002h的字單元內容為1234h
某單元內容的內容：某單元的內存為要尋找的單元的地址，該地址所指的內容為要尋找的內容
如果00004h單元的內容為1234h是要尋找的裝有FFEEh的單元地址，則該地址1234h所指的內容為要尋找的內容，表示為：(00004h)=1234h (1234h)=FFEEh，記((00004h))=FFEEh，兩個括弧表示內容的內容，即地址00004h單元的內容的內容為FFEEh

❸ 計算機存儲系統有哪些部分組成,各自特點

計算機的存儲系統
一、存儲器：是計算機的重要組成部分.
它可分為：
計算機內部的存儲器（簡稱內存）
計算機外部的存儲器（簡稱外存）
內存儲器從功能上可以分為：讀寫存儲器
RAM、只讀存儲器ROM兩大類
計算機存儲容量以位元組為單位，它們是:位元組B(
1Byte=8bit)、千位元組(1KB=1024B)、兆位元組(1MB=1024KB)、千兆位元組（1GB=1024MB）、1TB＝1024GB
二、計算機的外存儲器一般有：軟盤和軟碟機、硬碟、CD－ROM、可擦寫光碟機即CD－RW光碟機還有USB介面的移動硬碟、光碟機、或可擦寫電子硬碟（優盤）等。
三、存儲器的容量的基本單位是位元組(Byte)，並有下列的運算換算關系：
1KB=1024Bytes
1MB=1024KB
1GB=1024MB
1TB=1024GB
1個漢字在計算機內需要2個位元組來存儲；
1個英文字元(即ASCII碼)在計算機中需要1個位元組來存儲；
1個位元組相當於8個二進制位。

❹ 存儲器的基本結構原理

存儲器單元實際上是時序邏輯電路的一種。按存儲器的使用類型可分為只讀存儲器(ROM)和隨機存取存儲器(RAM)，兩者的功能有較大的區別，因此在描述上也有所不同
存儲器是許多存儲單元的集合，按單元號順序排列。每個單元由若干三進制位構成，以表示存儲單元中存放的數值，這種結構和數組的結構非常相似，故在VHDL語言中，通常由數組描述存儲器

結構
存儲器結構在MCS - 51系列單片機中，程序存儲器和數據存儲器互相獨立，物理結構也不相同。程序存儲器為只讀存儲器，數據存儲器為隨機存取存儲器。從物理地址空間看，共有4個存儲地址空間，即片內程序存儲器、片外程序存儲器、片內數據存儲器和片外數據存儲器，I/O介面與外部數據存儲器統一編址

存儲器是用來存儲程序和各種數據信息的記憶部件。存儲器可分為主存儲器(簡稱主存或內存)和輔助存儲器(簡稱輔存或外存)兩大類。和CPU直接交換信息的是主存。
主存的工作方式是按存儲單元的地址存放或讀取各類信息，統稱訪問存儲器。主存中匯集存儲單元的載體稱為存儲體，存儲體中每個單元能夠存放一串二進制碼表示的信息，該信息的總位數稱為一個存儲單元的字長。存儲單元的地址與存儲在其中的信息是一一對應的，單元地址只有一個，固定不變，而存儲在其中的信息是可以更換的。
指示每個單元的二進制編碼稱為地址碼。尋找某個單元時，先要給出它的地址碼。暫存這個地址碼的寄存器叫存儲器地址寄存器(MAR)。為可存放從主存的存儲單元內取出的信息或准備存入某存儲單元的信息，還要設置一個存儲器數據寄存器(MDR)

❺ 順序存儲結構和鏈式存儲結構的優缺點

存儲空間
順序存儲結構是要求事先分配存儲空間的，即靜態分配，所以難以估計存儲空間的大小。估計過大會造成浪費，估計太小又容易造成空間溢出。
 而鏈式存儲結構的存儲空間是動態分配的，只要計算機內存空間還有空閑，就不會發生溢出。
 另外還可以從存儲密度的角度考慮，存儲密度的定義公式為：一般來說，存儲密度越大，存儲空間的利用率就越高。
顯然，順序存儲結構的存儲密度為1，而鏈式存儲結構的存儲密度小於1。
運算時間
順序表是一種順序存儲結構，對表中任一結點都可以在O(1)時間復雜度下直接訪問；而訪問鏈表中的某個結點時，必須從頭指針開始沿著鏈表順序查找，時間復雜度為O(n)。
鏈表順序查找，時間復雜度為O(n)。
 因此，如果對線性表的操作以查找為主，則採用順序存儲結構較好；若以插入、刪除為主，則採用鏈式存儲結構為宜。

❻ 計算機的多級儲存系統系統的組成及優點

答：一、計算機的多級儲存系統的組成

1、最內層是CPU中的通用寄存器，很多運算可直接在CPU的通用寄存器中進行，減少了CPU與主存的數據交換，很好地解決了速度匹配的問題，但通用寄存器的數量是有限的一般在幾個到幾百個之間。

2、高速緩沖存儲器設置在CPU和主存之間，可以放在CPU 內部或外部。

3、以上兩層僅解決了速度匹配問題，存儲器的容量仍受到內存容量的制約。

因此，在多級存在儲結構中又增設了輔助存儲器（由磁碟構成）和大容量存儲器（由磁帶構成）。

二、計算機的多級儲存系統的優點

從CPU看來，這個整體的速度接近於Cache和寄存器的操作速度、容量是輔存的容量，每位價格接近於輔存的位價格。

從而較好地解決了存儲器中速度、容量、價格三者之間的矛盾，滿足了計算機系統的應用需要。

三、存儲層次

1、在計算機系統中存儲層次可分為高速緩沖存儲器、主存儲器、輔助存儲器三級。

2、高速緩沖存儲器用來改善主存儲器與中央處理器的速度匹配問題。

3、輔助存儲器用於擴大存儲空間。

❼ 內存中的存儲單元的地址結構是幾維

內存中的存儲單元的地址結構是16位。

大部分16位和32位的CPU不允許將字或者長字存儲到內存中的任意地址。比如Motorola68000不允許將16位的字存儲到奇數地址中，將一個16位的字寫到奇數地址將引發異常。

每一個單元的地址稱為位元組地址，任何相鄰兩個單元組成一個字地址，按編址原則約定用其中一個較小的地址來表示字地址。一個字由兩個位元組組成，則低位元組對應低地址，高位元組對應高地址。

相關應用：

在計算機中，由控制器解釋，運算器執行的指令集是一個精心定義的數目十分有限的簡單指令集合。一般可以分為四類：

1）、數據移動 （如：將一個數值從存儲單元A拷貝到存儲單元B）。

2）、數邏運算（如：計算存儲單元A與存儲單元B之和，結果返回存儲單元C）。

3）、 條件驗證（如：如果存儲單元A內數值為100，則下一條指令地址為存儲單元F）。

4）、指令序列改易（如：下一條指令地址為存儲單元F）。