为什么现代微机的存储系统中采用层次结构 现代微机系统存储器层次结构分为哪三级?

作者&投稿:卢店 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
  所谓存储系统的层次结构,就是把各种不同存储容量,存取速度和价格的存储器按照层次结构组成多层存储器,并通过管理软件和辅助硬件有机的组合成为一个整体,使所存放的程序和数据按照层次分布在各种存储器中。目前,在计算机系统中通常采用三级层次结构来构成存储系统,主要是由高速缓冲存储器cache,主存储器,和辅助存储器组成。
  存储系统多级层次结构中,由上向下分为三级,其容量逐渐增大,速度逐渐降低,成本则逐次减少。整个结构又可以看成两个层次:他们分别是主存---辅存层次和Cache---主存层次。这个层次系统中的每一种存储器都不再是孤立的存储器,而是一个有机的整体。他们在辅助硬件和计算机操作系统的管理下,可以把主存--辅存层次作为一个存储整体,形成的可寻存储空间比主存储器空间大得多。由于辅存的容量大,价格低,是的存储系统的整体平均价格低。由于Cache的存取速度可以喝cpu的工作速度相媲美,所以cache--主存层次可以缩小主存和cpu之间的速度差距,从整体上提高存储器系统的存取速度。尽管cache成本高,但是由于容量小,故不会使存储系统的整体价格增加。
  综上所述,一个较大的存储系统是由各种不同类型的存储设备构成的,是一个具有多级层次结构的存储系统。该系统既有与cpu相近的速度,又有极大的容量,而且成本较低。其中高速缓存解决了存储系统的速度问题,辅助存储器则解决了系统的容量问题。采用多级层次结构的存储器可以有效的解决存储器的速度,容量,价格之间的矛盾。

cpu的内部
第一层:通用寄存器堆
第二层:指令与数据缓冲栈
第三层:高速缓冲存储器
第四层:主储存器(DRAM)
第五层:联机外部储存器(硬磁盘机)
第六层:脱机外部储存器(磁带、光盘存储器等)
这就是存储器的层次结构~~~ 主要体现在访问速度~~~
① 设置多个存储器并且使他们并行工作。本质:增添瓶颈部件数目,使它们并行工作,从而减缓固定瓶颈。

② 采用多级存储系统,特别是Cache技术,这是一种减轻存储器带宽对系统性能影响的最佳结构方案。本质:把瓶颈部件分为多个流水线部件,加大操作时间的重叠、提高速度,从而减缓固定瓶颈。

③ 在微处理机内部设置各种缓冲存储器,以减轻对存储器存取的压力。增加CPU中寄存器的数量,也可大大缓解对存储器的压力。本质:缓冲技术,用于减缓暂时性瓶颈。

微机系统的存储器采用什么样的层次结构?各层次的存储器在速度、容器上有何特点?~

各存储器之间的关系按照与CPU的接近程度,存储器分为内存储器与外存储器,简称内存与外存。内存储器又常称为主存储器(简称主存),属于主机的组成部分;外存储器又常称为辅助存储器(简称辅存),属于外部设备。CPU不能像访问内存那样,直接访问外存,外存要与CPU或I/O设备进行数据传输,必须通过内存进行。在80386以上的高档微机中,还配置了高速缓冲存储器(cache),这时内存包括主存与高速缓存两部分。对于低档微机,主存即为内存。 把存储器分为几个层次主要基于下述原因: 半导体存储器1、合理解决速度与成本的矛盾,以得到较高的性能价格比。半导体存储器速度快,但价格高,容量不宜做得很大,因此仅用作与CPU频繁交流信息的内存储器。磁盘存储器价格较便宜,可以把容量做得很大,但存取速度较慢,因此用作存取次数较少,且需存放大量程序、原始数据(许多程序和数据是暂时不参加运算的)和运行结果的外存储器。计算机在执行某项任务时,仅将与此有关的程序和原始数据从磁盘上调入容量较小的内存,通过CPU与内存进行高速的数据处理,然后将最终结果通过内存再写入磁盘。这样的配置价格适中,综合存取速度则较快。 存储器芯片为解决高速的CPU与速度相对较慢的主存的矛盾,还可使用高速缓存。它采用速度很快、价格更高的半导体静态存储器,甚至与微处理器做在一起,存放当前使用最频繁的指令和数据。当CPU从内存中读取指令与数据时,将同时访问高速缓存与主存。如果所需内容在高速缓存中,就能立即获取;如没有,再从主存中读取。高速缓存中的内容是根据实际情况及时更换的。这样,通过增加少量成本即可获得很高的速度。 2、使用磁盘作为外存,不仅价格便宜,可以把存储容量做得很大,而且在断电时它所存放的信息也不丢失,可以长久保存,且复制、携带都很方便。

高速缓冲存储器、主存储器、辅助存储器

存储系统层次结构包含哪些层
答:2,采用多级存储系统,特别是Cache技术,这是一种减轻存储器带宽对系统性能影响的最佳结构方案。本质:把瓶颈部件分为多个流水线部件,加大操作时间的重叠、提高速度,从而减缓固定瓶颈。 3,在微处理机内部设置各种缓冲存储器,以减轻对存储器存取的压力。增加CPU中寄存器的数量,也可大大缓解对存储器的压力。

windows系统文件组织结构有哪些?
答:文件层次结构:Windows系统采用树形目录结构,从根目录开始逐级分类,形成层次结构。根目录下有多个文件夹,每个文件夹下又可以有多个子文件夹和文件。系统目录:Windows系统的系统文件都存储在系统目录中,该目录包括Windows目录、Program Files目录、System32目录等。用户目录:每个用户都有自己的个人目录,用于...

计算机的主存储器采用的是什么结构?
答:主存储器是计算机硬件的一个重要部件,主要由存储体、控制线路、地址寄存器、数据寄存器和地址译码电路五部分组成。

现代计算机系统采用的多级存储体系包括哪几部分
答:第一级是cache,第二级是主存,也就是内存,第三级是外存,也就是硬盘。cache是主存的副本,而主存是硬盘的副本

三级存储系统是指哪三种存储器?计算机系统为何采用三级存储系统?
答:Cache(高速缓冲存储器)、主存储器、辅助存储器;三者速度依次降低。Cache通常位于CPU内,主存可以理解为现代计算机中的内存条,而辅存则为大容量硬盘。三级存储系统结构层次中的”Cache-主存”层次主要用于解决CPU和主存的速度不匹配的问题;而“主存-辅存”层次主要解决存储系统的容量问题;

微型计算机中的内存有几种?各有什么特点和作用?
答:第一、一般常用的微型计算机的存储器有磁芯存储器和半导体存储器,目前微型机的内存都采用半导体存储器。半导体存储器从使用功能上分,有随机存储器 (Random Access Memory,简称 RAM),又称读写存储器;只读存储器(Read Only Memory,简称为ROM)。1.随机存储器(Random Access Memory)RAM有以下特点:...

什么是程序访问的局部性?存储系统中哪一级采用了程序访问的局部性原理...
答:程序访问的局部性是指程序在执行时呈现出局部性规律,即在一段时间内,整个程序的执行仅限于程序中的某一部分。它们倾向于引用的数据项邻近于其他最近引用过的数据项,或者邻近于最近自我引用过的数据项。局部性通常有两种形式:时间局部性和空间局部性 存储系统中Cache-主存层次和主存-辅存层次均采用了...

存储系统层次结构包含哪些层
答:第四层:主储存器(DRAM)第五层:联机外部储存器(硬磁盘机)第六层:脱机外部储存器(磁带、光盘存储器等)这就是存储器的层次结构~~~ 主要体现在访问速度~~~1,设置多个存储器并且使他们并行工作。本质:增添瓶颈部件数目,使它们并行工作,从而减缓固定瓶颈。2,采用多级存储系统,特别是Cache技术,...

现代计算机中为什么要采用多级存储体系结构?
答:以我自身的理解解释吧:CPU缓存到硬盘,一级比一级快,如果没CPU缓存、内存,直接让CPU读取硬盘的话,CPU会一直等硬盘慢慢地把数据传过来给它处理,这样慢死了。所以先把硬盘上准备处理的数据传到内存等待,最急着处理的就由内存传到CPU缓存里,CPU可以以最高的速度读取要处理的数据。这样的多级存储体系...

什么是程序访问的局部性,存储系统中哪一级采用了程序访问的局部性原理...
答:程序访问的局部性是指程序执行的局部规律,即在一段时间内,整个复制程序的执行仅限于程序的一部分。他们倾向于引用与其他最近引用的项相邻的项,或者与最近自引用的项相邻的项。局部性通常有两种形式:时间局部性和空间局部性 在存储系统中,cache-mainmemory层次结构和main-secondarymemory层次结构采用了...