为什么现代微机的存储系统中采用层次结构

发布网友 发布时间：2022-04-21 22:17

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热心网友 时间：2023-06-22 22:58

　　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*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*，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。

热心网友 时间：2023-06-22 22:58

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。