改善CPU和存储器速度不匹配

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一、下列各项中，可以缓解CPU与主存储器间的速度不匹配的问题是A内存B、CacheC虚拟存储器D虚拟光驱选择B，缓冲区。
内存是主内存。
Bit在计算机中是“位”的意思，将8位二进制数表示为一个字节。
硬盘是外部存储器，存储器和CPU之间的直接桥梁是系统总线。缓冲，或者说缓冲，是为了解决高速传输和低速传输不匹配的问题。它不仅存在于CPU和内存之间，还存在于硬盘和总线之间。

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二、配置cache是为了解决什么

配置缓存的目的是为了解决CPU和内存速度不匹配的问题，提高计算机系统的处理速度。

1.解决CPU与内存速度不匹配的问题

主存的访问速度一直以来都远远慢于CPU的运行速度，因此高速处理无法充分发挥CPU的威力。整个计算机系统的生产力受到影响。

缓存是位于CPU和内存之间的可以高速访问信息的芯片。它代表了CPU和内存之间的桥梁，专门用于解决CPU和内存之间速度不匹配的问题，优化内存和CPU之间的配合，以提高CPU数据输入和输出的速率。

2.提高计算机系统的处理速度

在微型计算机中，CPU的速度远高于内存，CPU直接从内存中存取数据。你必须等待一定的时间，缓存可以存储CPU刚刚使用或回收的部分数据。

如果CPU需要复用这部分数据，可以直接从缓存中访问。这样就避免了对数据的重复访问，缩短了CPU的等待时间，大大提高了计算机系统的处理速度。计算机可以在没有缓存的情况下运行，但速度要慢得多。

高速缓冲存储器的原理

高速缓冲存储器通常由高速存储器、相联存储器、替换逻辑电路和相应的控制电路组成。在具有高速缓冲存储器的计算机系统中，中央处理器用来访问主存储器的地址分为三个字段：行号、列号和组地址。

这意味着主存在逻辑上被分成了几行；每行又分为若干个储单元组；每组包含几个或几十个单词。高速存储器也分为行和列的存储单元组。它们具有相同的列数和相同的组大小，但高速存储器中的行数比主存中的行数少得多。

相联存储器用于地址映射，具有与高速存储器相同数量的行和列的存储单元。当主存特定列的特定行的存储单元组被加载到高速存储器同一列的空存储单元组时，映射的内存对应的存储单元记录被转移存储的行号主存储器中的单元组。

当中央处理器访问主存时，硬件首先自动解码访问地址的列号字段，将相联存储器中该列的所有行号与主存地址的行组合起来比较：如果相同，则说明要访问的主存储单元已经在高速内存中。这称为命中。硬件将从主存储器访问的地址映射到高速存储器的地址并执行访问。

如果不相同，则说明设备不处于高速存储状态，称为脱靶。硬件进行主存访问操作，自动将该单元所在的主存存储单元组转移到该列中的空存储单元组中，同时将该组在主存中的行号保存到单元关联存储器中的相应位置。

如果发生错误，并且高速存储器的相应列中没有空位置，则删除该列中的特定组，以便为​​新传输的组腾出空间。这称为替换。确定替换的规则称为替换算法。常用的替换算法有：最近最少使用法、先进先出法、随机法等。