專利名稱:在計算機中確定允許哪些程序使用快速存取存儲器的方法和設備的制作方法
本發(fā)明涉及在一種以多個程序工作并具有一個常規(guī)慢速存取存儲器和一個快速存取存儲器的計算機中確定何種程序將使用快速存取存儲器的一種方法，計算機中的快速存取存儲器因為成本的原因只允許由需要快速存取的數(shù)據(jù)處理指令使用。本發(fā)明也涉及實現(xiàn)該方法的一種設備。
在計算機中，與其余存儲器地址比較起來，數(shù)據(jù)的存取使用經(jīng)常只出現(xiàn)在一些給定的存儲器地址上。如果這些給定的存儲器地址的存取時間可以做得盡可能地短，其余存儲器地址的存取時間的重要性就會減少。因為這個可藉這些常用地址存取的信息是存儲在一高速緩沖存儲器或所謂“超高速緩沖存儲器(cache)”中，存儲器存取時間的重要性就減少。然而，這種情況的一個條件是查找的信息在該快速存取存儲器中的可能性是很大的。對于每一次不在超高速緩沖存儲器導致數(shù)據(jù)的存取來說，查找的數(shù)據(jù)以一般解決方法寫入超高速緩沖存儲器。如果大多數(shù)的存取是對著某些少數(shù)存儲器地址的，或者對著一有限數(shù)量的地址作重復存取的話，則這種常規(guī)方法是可用的，該限制量是由超高速緩沖存儲器的容量來確定的。如果上述的限制量不合適的，則超高速緩沖存儲器(cache)往往缺乏查找的信息，這是因為新信息已被寫入超高速緩沖存儲器中。因此，在試圖對某個先前寫入的信息進行存取時，由于信息已經(jīng)被移走，故超高速緩沖存儲器通常存有不適當?shù)男畔ⅰＴ谀辛_拉(Motorola)的mc68020的32位微處理器中描述了常規(guī)超高速緩沖存儲器的使用就是一個例子。
本發(fā)明在某種程度上消除了上述缺點，所以能在所選擇時刻就地址出現(xiàn)頻率的存取作出統(tǒng)計數(shù)字，并使快速存取存儲器裝以先前測量階段的最常查找的信息，以便能最適當?shù)乩每焖俅嫒〈鎯ζ鳌?br>現(xiàn)要借助某一實施例，并參考說明連續(xù)統(tǒng)計控制最常出現(xiàn)的存取用的某一設備的附圖，來詳細敘述本發(fā)明。
附圖以方框圖的形式說明一種統(tǒng)計處理包含有比例最大的需用快速存取的指令的程序所用的設備，以便能選擇有資格使用快速存取存儲器的程序。
在其操作部分中，應將指令用這樣一種方法給予標記使得能把一個第一類別A和一個第二類別B區(qū)別開來，類別A對一慢速存取存儲器NM進行存取，在這種情況下需要借助一個快速存取存儲器CM來減少存取時間，而類別B不對慢速存取存儲器NM進行存取，而只是表示其它功能。
當開始要執(zhí)行程序中的指令時，一個用來標記該程序的號碼被寫入一個第一寄存器PR，與此同時，一個指令寄存器IR是以常規(guī)方法連續(xù)地存入包括在該程序中的指令。指令的操作部分OP在譯碼器AVK中譯碼，如果指令過去是屬于類別A的話，譯碼器的輸出就會是激活的。寄存器PR中的程序激活一個對應于程序號碼的第一計數(shù)器RF1、RF2等等，以至一個選擇器S1將譯碼器AVK的輸出信號當作計數(shù)器(例如計數(shù)器RF1)的計數(shù)信號，以便為類別A的各個指令向前步進一步。然而，這個計數(shù)信號只能在門電路G在測量周期期間被出現(xiàn)的測量周期信號MS激活時才出現(xiàn)。選擇器S1為下一個程序號碼調(diào)到相應于程序號碼(例如RF2)的第一計數(shù)器。在測量周期結束時，可以開始計值。計值發(fā)生后，使程序號碼能順次寫入一個第二寄存器R1，用該被寫入的程序號碼作為被尋址號碼，讀出含有與各自程序有關的存儲器區(qū)域長度值的空間存儲器SM，以及讀出各自計數(shù)器RF的內(nèi)容。這兩個值，即該計數(shù)器的設定值和與該程序有關的慢速存取存儲器區(qū)域的長度被送到其前一數(shù)值被后一數(shù)值除的商數(shù)計算器KB。商數(shù)計算的結果被送到一個第一比較電路JK并在此與一個從比較寄存器JK得到的給出先前商數(shù)計算結果的數(shù)值作比較。另外，要是比較電路J1中的比較結果顯示出新結果大于先前數(shù)值的話，商數(shù)計算的結果還被送到比較寄存器JK中，在該比較器中先前寫入的數(shù)值被新數(shù)值替換。如果該結果小于或等于先前的數(shù)值，則第二寄存器中的數(shù)值增加一，用以測量隨后程序的數(shù)值。另一方面，如果數(shù)值增加已在比較寄存器JK中發(fā)生，則第二寄存器R1的內(nèi)容被轉移到第三寄存器R2(寄存器R1的數(shù)值在這里增加一)，以便測量隨后程序的數(shù)值。
該定序按這種方式重復，一直到所有程序都已經(jīng)處理過為止，此后，具有最大商值并因而具有最大使用快速存取存儲器CM權力的程序的號碼將被寫入寄存器R2。相應于寄存器R2中的號碼的程序的信息從慢速存取存儲器NM被復制到快速存取存儲器CM。這在所有程序都處理過時將首先發(fā)生。為此目的設置的一個第四寄存器R3包含有待處理的最高程序號碼。當寄存器R1和R3中的內(nèi)容已經(jīng)在第二比較電路J2中比較過而且發(fā)現(xiàn)兩者相等時，寄存器R2中的內(nèi)容可以通過第一控制電路SR1尋訪初始地址并經(jīng)一地址存儲器AM到達慢速存取存儲器NM中的某一程序的信息，這是由地址存儲器AM中的第二列2和慢速存取存儲器NM之間的連線來表示的。然后要注意在地址存儲器AM中，信息是在快速存取存儲器CM的并在什么地址上。開始時，地址存儲器AM只包含存儲器NM中的信息起始地址，存儲器NM中的所有信息都是原來就寫入的。此外，在地址寄存器AM中，還有指出是否使用了快速存取存儲器用的位置，以及在這種情況下的給出存儲器中信息起始地址用的位置。當最有資格的程序的起始地址通過地址存儲器AM被尋訪過時，信息被轉移到快速存取存儲器CM中的第一的未占據(jù)地址(由一第二計數(shù)器RN認別)。計數(shù)器RN用一個第二控制電路SRN向前步進一步，每次當信息從慢速存取存儲器NM發(fā)生到快速存取存儲器CM的轉移時，該控制電路就得到激發(fā)。
根據(jù)該實施例，具有信息存儲在慢速存取存儲器NM中并帶有地址號碼2的程序過去是第一個有資格利用快速存取存儲器CM的，而且第二計數(shù)器RN識別了在快速存取存儲器CM中的地址0，同時它被寫入了該地址存儲器AM第三列中的地址?，F(xiàn)在也要注意，在存儲器AM中，快速存取存儲器是要用以代替慢速存取存儲器，例如，這在第一列中用“NO”改為“YES”來表示，實際上是用“1”來代替“0”。為此使用一個控制邏輯電路SR2，并當該邏輯電路得到來自第一控制電路SR1的地址并且得到來自第二計數(shù)器RN的信號作為快速存取存儲器CM中的地址已經(jīng)寫入地址存儲器AM的信號時，實現(xiàn)由“0”到“1”的改變。
當最有資格的程序的信息已被寫入快速存取存儲器CM，而且地址和記號都已被寫入地址存儲器AM時，第二寄存器R1復位至0，而最有資格的程序計數(shù)器RF經(jīng)過選擇器S3復位至0，此后，重復商數(shù)比較以獲得下一個最高的商數(shù)。
至此，按復制入快速存取存儲器CM，在地址存儲器AM等中存儲地址和記號等而重復該操作序列。當程序中帶有第二高的商數(shù)的信息已被寫入快速存取存儲器CM，且地址和記號已被存儲在地址存儲器AM中時，第二寄存器R1和程序的計數(shù)器RF(通過選擇器3)復位至0。此后，重復進行商數(shù)比較、復制入快速存取存儲器等，直到快速存取存儲器存滿為止。通過用相應的重新集合依次重復測量周期，使快速存取存儲器得到最佳的使用。
權利要求
1.一種在一以多個程序工作并具有一個常規(guī)慢速存取存儲器和一個快速存取存儲器的計算機中確定何種程序將使用快速存取存儲器的方法，其特征在于，在一測試周期期間，為各個程序登記該程序中需要向存儲器進行存取的指令個數(shù)，將該個數(shù)除以一個程序所需的整個存儲空間，將彼此以這種方式進行后所形成的諸商數(shù)彼此相互比較，對于有最高商數(shù)的程序，將其存儲器內(nèi)容由慢速存取存儲器轉移到快速存取存儲器中，此后，重復商數(shù)的比較和存儲器內(nèi)容的轉移，以便獲得次高的商數(shù)，如此等等，直到整個快速存取存儲器都存滿了來自慢速存取存儲器的數(shù)據(jù)為止。
2.實現(xiàn)如權利要求
1中所要求的方法的設備，其特征在于，它包括一個指令寄存器(IR)和一個用以指示某一寫入的指令是否要利用存儲器的譯碼器(AVK)，用以計算與各自程序有關且利用存儲器的指令的個數(shù)的計數(shù)器裝置(RF1，RF2等)，以及一個包含各自程序所需的存儲器區(qū)域中的信息的存儲器字段(SM)，設置有一個測量電路(R1，R2，JK.KB，J1)，在測量周期終時，依次讀出在計數(shù)器裝置(FR1，2等)中為各自程序所得的結果和存儲器字段中的(SM)相關的存儲器區(qū)域，并選擇其所說商數(shù)具有最高數(shù)值的程序的號碼;還設置有一地址存儲器(AM)，在這存儲器中與帶有最高商數(shù)的程序有關的信息的轉移導致使用快速存取存儲器(CM)而不使用慢速存取存儲器(NM)的標志，并導致在(CM)中為程序信息寄存起始地址。
專利摘要
在一種以多個程序工作并具有一個常規(guī)慢速存取存儲器(NM)和一個快速存取存儲器(CM)的計算機中確定何種程序將用快速存取存儲器的一種方法和設備，其特征在于，在一測試用期期間，為各個程序登記需要向存儲器存取的指令的個數(shù)，該個數(shù)除以程序所需的整個存儲器空間，將彼此以這種方式進行后所形成的諸商數(shù)彼此相互比較，對于有最高商數(shù)的程序，將存儲器內(nèi)容由慢速存取存儲器轉移到快速存取存儲器。
文檔編號G06F12/08GK87104515SQ87104515
公開日1988年1月6日 申請日期1987年6月26日
發(fā)明者漢斯·埃納爾·森德爾, 特格·埃格蘭, 斯坦·愛德華·約翰遜, 埃里克·伯蒂爾·弗里曼 申請人:艾利森電話股份有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan