层次化存储器结构设计的依据是“局部性原理”。
局部性原理是计算机科学中一个重要的概念,它指出程序在执行过程中,倾向于在一个相对较小的时间窗口内访问相对集中的内存地址。这包括时间和空间两个方面:时间局部性是指如果一个信息项正在被访问,那么在最近的将来,它很可能还会被再次访问;空间局部性是指如果一个信息项正在被访问,那么与它相邻的信息项很可能在最近的将来被访问。因此,层次化存储器结构设计的目标就是尽可能地满足这种局部性需求,使得频繁访问的数据能够存储在访问速度较快的存储器层次中,而访问较少的数据则存储在访问速度较慢的存储器层次中。
1.局部性原理在层次化存储器结构设计中的应用,使得存储器系统可以根据数据的访问频率和重要性进行分层,例如,CPU寄存器、高速缓存、主存和硬盘等。
2.在操作系统中,页替换算法也是基于局部性原理设计的。当内存空间不足时,操作系统会将最近不常访问的页面换出到硬盘,而将最近频繁访问的页面保留在内存中。
3.局部性原理不仅在存储器系统设计中得到应用,还在许多其他领域中得到应用,如网络路由、数据库查询优化等。
总结,层次化存储器结构设计的依据是局部性原理,通过合理地分层存储,使得频繁访问的数据能够存储在访问速度较快的存储器层次中,从而提高整个存储系统的性能。