存储系统基本概念

存储系统的层次结构

层次思想：上一层的存储器作为低一层存储器的高速缓存，上一层的内容是下一层的内容的一部分
Cache —— 主存层
- 解决 CPU 和主存速度不匹配的问题
- 数据调度由硬件自动完成
- 对所有程序员透明
主存 —— 辅存层
- 解决存储系统容量的问题
- 数据调度由硬件和操作系统共同完成【换入换出技术】
- 对应用程序员透明
- 逐渐发展形成虚拟存储系统
主存与 CPU，Cache，辅存都能交换信息
Cache 和主存能与 CPU 直接交换信息
辅存要通过主存与 CPU 交换信息

主存储器【主存/内存】
- 用来存放计算机运行期间所需的程序和数据
- 容量较小
- 存取速度较快
- 价格较高
辅助存储器【辅存/外存】
- 用来存放当前暂时不用的程序和数据以及一些需要永久性保存的信息
- 容量大
- 存取速度较慢
- 单位成本低
高速缓存存储器【Cache】
- 位于主存和 CPU 之间
- 用来存放当前 CPU 经常使用的指令和数据，以便 CPU 能高速地访问它们
- 现代计算机通常将其制作在 CPU 内
- 存取速度可与 CPU 速度相匹配
- 存储容量小
- 价格高

随机存储器【RAM】
- 存储器的任何一个存储单元都可以随机存取
- 存取时间与存储单元的物理位置无关
- 主要用于做主存或高速缓冲存储器
- 读写方便，使用灵活
- RAM 分为静态 RAM 和动态 RAM
- RAM 主要为用户编程设置的
串行访问存储器
- 对存储单元进行读写操作时，需按其物理位置的先后顺序寻址
- 顺序存取存储器：磁带
  - 存取速度慢，只能按某种顺序存取
- 直接存取存储器：磁盘、光盘
  - 兼有随机存储和顺序存储的访问特性
只读存储器【ROM】
- 存储器的内容只能随机读出而不能写入
- 信息一旦写入就不变，断电后也不消失
- 通常用于存放固定不变的程序，常数和汉字字库
- ROM 与 RAM 一起统一构成主存的地址域
- ROM 和 RAM 的存取方式均为随机存取
- 操作系统的内存储器既有 RAM 也有 ROM
- 广义上的 ROM 现在可通过电擦除进行写入，写入速度比读取速度慢
- ROM 存放系统程序，标准子程序和各类常数
相联存储器
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