① 計算機採用的三級存儲結構是什麼
計算機採用的三級存儲結構是高速緩沖存儲器，主存儲器，輔助存儲器。
對於通用計算機，存儲層次至少具有三級：CPU寄存器，主存，輔存。較高檔的計算機有細分為六層：寄存器，高速緩存，主存，磁碟緩存，磁碟。可移動存儲介質。
(1)寄存器緩存主存磁碟磁帶擴展閱讀：
存儲器層次越高訪問速度越快，價格越昂貴。
1、主存儲器，簡稱內存或主存，用於保存進程運行時的數據，也成為可執行存儲器。CPU控制部件只能從主存儲器中獲得指令和數據，然後將他們裝入內存。或者從寄存器存入主存。
2、寄存器，訪問速度很快完全能與CPU協調工作，但價格十分昂貴。
2、高速緩存器：CPU訪問一組特定的數據時，總是先查詢在高速緩存中是否有需要的數據，若有則直接使用，否則從主存中讀取信息。
3、磁碟緩存，因目前磁碟的IO速度遠低於貯存的訪問速度，因此將頻繁使用的一部分磁碟數據和信息暫時存放在磁碟緩存中可減少訪問磁碟的次數。磁碟緩存依託於固定磁碟。當需要運行或訪問的時候，被調入主存。
② 請問一下，主存，緩存，寄存器，光碟的存儲速度和存儲容量大小
C
存取速度：寄存器 > Cache > 內存 > 硬碟 > 光碟 > 軟盤
具體點說：內存可達數至數十GB/s，硬碟可達幾十MB/s ~ 數百MB/s，光碟最高約25MB/s（18倍DVD，藍光DVD先不算），軟盤一般只有數十KB/s。
寄存器屬於CPU的一個組成部分而緩存只是集成到CPU封裝內完全是和CPU獨立的器件。另外二者速度相差很大，寄存器存取速度最快 其次緩存最後是內存。三者容量上的關系就像飯碗、飯鍋和米缸的關系，容量越大級別越低，速度越慢與CPU的聯系越不密切
③ 計算機組成原理(三)存儲系統
輔存中的數據要調入主存後才能被CPU訪問
按存儲介質，存儲器可分為磁表面存儲器（磁碟、磁帶)、磁心存儲器半導體存儲器（MOS型存儲器、雙極型存儲器）和光存儲器（光碟)。
隨機存取存儲器（RAM）：讀寫任何一個存儲單元所需時間都相同，與存儲單元所在的物理位置無關，如內存條等
順序存取存儲器（SAM）：讀寫一個存儲單元所需時間取決於存儲單元所在的物理位置，如磁碟等
直接存取存儲器（DAM）：既有隨機存取特性，也有順序存取特性。先直接選取信息所在區域，然後按順序方式存取。如硬碟等
相聯存儲器，即可以按內容訪問的存儲器（CAM）可以按照內容檢索到存儲位置進行讀寫，「快表」就是一種相聯存儲器
讀寫存儲器—即可讀、也可寫（如：磁碟、內存、Cache）
只讀存儲器—只能讀，不能寫（如：實體音樂專輯通常採用CD-ROM，實體電影採用藍光光碟，BIOS通常寫在ROM中）
斷電後，存儲信息消失的存儲器——易失性存儲器（主存、Cache）
斷電後，存儲信息依然保持的存儲器——非易失性存儲器（磁碟、光碟）
信息讀出後，原存儲信息被破壞——破壞性讀出（如DRAM晶元，讀出數據後要進行重寫）
信息讀出後，原存儲信息不被破壞——非破壞性讀出（如SRAM晶元、磁碟、光碟）
存儲器晶元的基本電路如下
封裝後如下圖所示
圖中的每條線都會對應一個金屬引腳，另外還有供電引腳、接地引腳，故可以由此求引腳數目
n位地址對應2 n 個存儲單元
假如有8k×8位的存儲晶元，即
現代計算機通常按位元組編址，即每個位元組對應一個地址
但也支持按位元組定址、按字定址、按半字定址、按雙字定址
(Dynamic Random Access Memory，DRAM)即動態RAM，使用柵極電容存儲信息
(Static Random Access Memory，SRAM)即靜態RAM，使用雙穩態觸發器存儲信息
DRAM用於主存、SRAM用於Cache，兩者都屬於易失性存儲器
簡單模型下需要有 根選通線，而行列地址下僅需 根選通線
ROM晶元具有非易失性，斷電後數據不會丟失
主板上的BIOS晶元（ROM），存儲了「自舉裝入程序」，負責引導裝入操作系統（開機）。邏輯上，主存由 輔存RAM+ROM組成，且二者常統一編址
位擴展的連接方式是將多個存儲晶元的地址端、片選端和讀寫控制端相應並聯，數據端分別引出。
字擴展是指增加存儲器中字的數量，而位數不變。字擴展將晶元的地址線、數據線、讀寫控制線相應並聯，而由片選信號來區分各晶元的地址范圍。
實際上，存儲器往往需要同時擴充字和位。字位同時擴展是指既增加存儲字的數量，又增加存儲字長。
兩個埠對同一主存操作有以下4種情況：
當出現(3)(4)時，置「忙」信號為0，由判斷邏輯決定暫時關閉一個埠（即被延時），未被關閉的埠正常訪問，被關閉的埠延長一個很短的時間段後再訪問。
多體並行存儲器由多體模塊組成。每個模塊都有相同的容量和存取速度，各模塊都有獨立的讀寫控制電路、地址寄存器和數據寄存器。它們既能並行工作，又能交義工作。多體並行存儲器分為高位交叉編址（順序方式)和低位交叉編址（交叉方式)兩種.
①高位交叉編址
②低位交叉編址
採用「流水線」的方式並行存取（宏觀上並行，微觀上串列）,連續取n個存儲字耗時可縮短為
宏觀上，一個存儲周期內，m體交叉存儲器可以提供的數據量為單個模塊的m倍。存取周期為T，存取時間/匯流排傳輸周期為r，為了使流水線不間斷，應保證模塊數
單體多字系統的特點是存儲器中只有一個存儲體，每個存儲單元存儲m個字，匯流排寬度也為m個字。一次並行讀出m個字，地址必須順序排列並處於同一存儲單元。
缺點：每次只能同時取m個字，不能單獨取其中某個字；指令和數據在主存內必須是連續存放的
為便於Cache 和主存之間交換信息，Cache 和主存都被劃分為相等的塊，Cache 塊又稱Cache 行，每塊由若干位元組組成。塊的長度稱為塊長(Cache 行長)。由於Cache 的容量遠小於主存的容盤，所以Cache中的塊數要遠少於主存中的塊數，它僅保存主存中最活躍的若干塊的副本。因此 Cache 按照某種策略，預測CPU在未來一段時間內欲訪存的數據，將其裝入Cache.
將某些主存塊復制到Cache中，緩和CPU與主存之間的速度矛盾
CPU欲訪問的信息已在Cache中的比率稱為命中率H。先訪問Cache，若Cache未命中再訪問主存，系統的平均訪問時間t 為
同時訪問Cache和主存，若Cache命中則立即停止訪問主存系統的平均訪問時間t 為
空間局部性：在最近的未來要用到的信息(指令和數據)，很可能與現在正在使用的信息在存儲空間上是鄰近的
時間局部性：在最近的未來要用到的信息，很可能是現在正在使用的信息
基於局部性原理，不難想到，可以把CPU目前訪問的地址「周圍」的部分數據放到Cache中
直接映射方式不需要考慮替換演算法，僅全相聯映射和組相聯映射需要考慮
①隨機演算法(RAND):若Cache已滿，則隨機選擇一塊替換。實現簡單，但完全沒考慮局部性原理，命中率低，實際效果很不穩定
②先進先出演算法(FIFO):若Cache已滿，則替換最先被調入Cache的塊。實現簡單，依然沒考慮局部性原理
③近期最少使用演算法(LRU):為每一個Cache塊設置一個「計數器」，用於記錄每個Cache塊已經有多久沒被訪問了。當Cache滿後替換「計數器」最大的.基於「局部性原理」，LRU演算法的實際運行效果優秀，Cache命中率高。
④最不經常使用演算法(LFU):為每一個Cache塊設置一個「計數器」，用於記錄每個Cache塊被訪問過幾次。當Cache滿後替換「計數器」最小的.並沒有很好地遵循局部性原理，因此實際運行效果不如LRU
現代計算機常採用多級Cache，各級Cache之間常採用「全寫法+非寫分配法」；Cache-主存之間常採用「寫回法+寫分配法」
寫回法(write-back)：當CPU對Cache寫命中時，只修改Cache的內容，而不立即寫入主存，只有當此塊被換出時才寫回主存。減少了訪存次數，但存在數據不一致的隱患。
全寫法(寫直通法，write-through)：當CPU對Cache寫命中時，必須把數據同時寫入Cache和主存，一般使用寫緩沖(write buffer)。使用寫緩沖，CPU寫的速度很快，若寫操作不頻繁，則效果很好。若寫操作很頻繁，可能會因為寫緩沖飽和而發生阻塞訪存次數增加，速度變慢，但更能保證數據一致性
寫分配法(write-allocate)：當CPU對Cache寫不命中時，把主存中的塊調入Cache，在Cache中修改。通常搭配寫回法使用。
非寫分配法(not-write-allocate)：當CPU對Cache寫不命中時只寫入主存，不調入Cache。搭配全寫法使用。
頁式存儲系統：一個程序(進程)在邏輯上被分為若干個大小相等的「頁面」， 「頁面」大小與「塊」的大小相同 。每個頁面可以離散地放入不同的主存塊中。CPU執行的機器指令中，使用的是「邏輯地址」，因此需要通「頁表」將邏輯地址轉為物理地址。頁表的作用：記錄了每個邏輯頁面存放在哪個主存塊中
邏輯地址（虛地址）：程序員視角看到的地址
物理地址（實地址）：實際在主存中的地址
快表是一種「相聯存儲器」，可以按內容尋訪，表中存儲的是頁表項的副本；Cache中存儲的是主存塊的副本
地址映射表中每一行都有對應的標記項
主存-輔存：實現虛擬存儲系統，解決了主存容量不夠的問題
Cache-主存：解決了主存與CPU速度不匹配的問題
④ 存儲設備主要有哪幾種
硬碟：
硬碟是用來存儲數據的倉庫。看到「硬碟」這個名字，有的同學可能會問，硬碟外面看起明明是個盒子為什麼叫個「盤」呢？這是因為傳統的機械硬碟（HDD）盒子般的外表下藏著一張（或者幾張）盤子的「心」。我們存在電腦上的數據都在這些盤子里，這些盤子的學名叫「磁碟」。磁碟上方有一個名叫「磁頭」的部件，當電腦從磁碟上存讀數據的時候，「磁頭」就會與「磁碟」摩擦摩擦，魔鬼般的步伐…當然不是真的「摩擦」，它們之間是通過「心靈（電磁）感應」實現交流的。傳統的機械硬碟容量已經從G時代步入了T時代，它的量價比（存儲容量/價格）是最大的（嗯，給日本大姐姐們安家很合適）。
固態硬碟（SSD）是近幾年漸漸被普及的新產品，相比HDD來說，固態硬碟的這個「盤」字就有點名不副實了。SSD用快閃記憶體替代了HDD的「磁碟」來作為存儲介質，直接通過電流來寫入、讀取數據，摒棄了HDD中的機械操作過程，並且SSD的讀和寫可以將一個完整數據拆成多份，在主控的控制下並行操作，這樣就大大提高了讀寫的吞吐量。一般來說固態硬碟的隨機存取速度（讀取大量小文件）比HDD快幾十倍甚至上百倍，持續存取速度（一次讀取一個大文件）也比HDD快一倍以上。不過相對HDD來說，SSD還是硬碟界的高富帥，相同容量的SSD的售價可以買十幾塊同容量的HDD。
U盤、SD卡、MiniSD卡和各種卡：
這幾類產品都是用快閃記憶體作為存儲介質的常用存儲設備，不過相比SSD而言，存儲容量較小（人家身材好嘛），也沒有復雜的主控電路實現數據的並行寫入，所以存取速度上比SSD慢不少。 U盤的英文名是「USB flash disk」，名字中有個「USB」，顧名思義，這種「盤」經常與電腦上的USB介面插來插去，一般用來做數據中轉站。
⑤ 計算機哪些部件可用於存儲信息,按其速度,容量,價格排序說明
寄存器、Cache、主存、硬碟。
按速度由高至低：寄存器、Cache、主存、硬碟；
按容量由小至大：寄存器、Cache、主存、硬碟；
按價格/位由高至低：寄存器、Cache、主存、硬碟。
⑥ 存取周期中內存里存儲器排序是什麼
寄存器組和搜、高速緩沖存儲器、主存、活動頭硬磁碟、磁帶、軟磁碟。存儲器是用來存儲程序和各種數據信息的記憶部件，其存取周期中內存里排序是寄存器組、高速緩沖存儲喚備歷器、主存、活動頭硬磁碟、磁帶、軟磁碟。排序是計算機內經常進行的一種操作，其目的是將一組無序的記錄序列調整為有序的記錄滾戚序列。
⑦ 計算機的多級儲存系統系統的組成及優點
答：一、計算機的多級儲存系統的組成
1、最內層是CPU中的通用寄存器，很多運算可直接在CPU的通用寄存器中進行，減少了CPU與主存的數據交換，很好地解決了速度匹配的問題，但通用寄存器的數量是有限的一般在幾個到幾百個之間。
2、高速緩沖存儲器設置在CPU和主存之間，可以放在CPU 內部或外部。
3、以上兩層僅解決了速度匹配問題，存儲器的容量仍受到內存容量的制約。
因此，在多級存在儲結構中又增設了輔助存儲器（由磁碟構成）和大容量存儲器（由磁帶構成）。
二、計算機的多級儲存系統的優點
從CPU看來，這個整體的速度接近於Cache和寄存器的操作速度、容量是輔存的容量，每位價格接近於輔存的位價格。
從而較好地解決了存儲器中速度、容量、價格三者之間的矛盾，滿足了計算機系統的應用需要。
三、存儲層次
1、在計算機系統中存儲層次可分為高速緩沖存儲器、主存儲器、輔助存儲器三級。
2、高速緩沖存儲器用來改善主存儲器與中央處理器的速度匹配問題。
3、輔助存儲器用於擴大存儲空間。
⑧ 各種存取速度快慢排序。 磁帶，軟磁碟，硬磁碟，光碟，硬碟，軟盤,RAM. ROM.U盤，內存，主儲存器
順序：寄存器>高速緩存器>內存>硬碟=>光碟=>優盤=>軟盤 主儲存器 >RAM >ROM> 內存 >硬碟=>光碟=>U盤>軟盤 >硬磁碟>軟磁碟>磁帶。
寄存器的功能是存儲二進制代碼，它是由具有存儲功能的觸發器組合起來構成的。一個觸發器可以存儲1位二進制代碼，故存放n位二進制代碼的寄存器，需用n個觸發器來構成。
(8)寄存器緩存主存磁碟磁帶擴展閱讀：
在計算機領域，寄存器是CPU內部的元件，包括通用寄存器、專用寄存器和控制寄存器。寄存器擁有非常高的讀寫速度，所以在寄存器之間的數據傳送非常快。
Cortex-M4總共有18個寄存器，相比傳統ARM（如ARM7/ARM9/Cortex-A系列）的38個寄存器已減少很多，減少了內核核心面積(Die-size)。
對於編譯器非常友好易用，例如：包含靈活的寄存器配置，任意寄存器之間可實現單周期乘法，任意寄存器可以作為數據、結構或數組的指針。此外，Cortex-M4還包含4個特殊功能寄存器PRIMASK、FAUI。TMASK、BASEPRI和CONTROL。
⑨ 簡述計算機三級存儲體系結構
在計算機系統中存儲層次可分為高速緩沖存儲器、主存儲器、輔助存儲器三級。高速緩沖存儲器用來改善主存儲器與中央處理器的速度匹配問題。輔助存儲器用於擴大存儲空間。
1、高速緩沖存儲器
存在於主存與CPU之間的一級存儲器， 由靜態存儲晶元(SRAM)組成，容量比較小但速度比主存高得多， 接近於CPU的速度。在計算機存儲系統的層次結構中，是介於中央處理器和主存儲器之間的高速小容量存儲器。它和主存儲器一起構成一級的存儲器。高速緩沖存儲器和主存儲器之間信息的調度和傳送是由硬體自動進行的。
2、主存儲器（Main memory）
計算機硬體的一個重要部件，其作用是存放指令和數據，並能由中央處理器（CPU）直接隨機存取。現代計算機是為了提高性能，又能兼顧合理的造價，往往採用多級存儲體系。即由存儲容量小，存取速度高的高速緩沖存儲器，存儲容量和存取速度適中的主存儲器是必不可少的。
主存儲器是按地址存放信息的，存取速度一般與地址無關。32位（比特）的地址最大能表達4GB的存儲器地址。這對多數應用已經足夠，但對於某些特大運算量的應用和特大型資料庫已顯得不夠，從而對64位結構提出需求。
3、外儲存器
輔助存儲器又稱外存儲器（簡稱外存）。指除計算機內存及CPU緩存以外的儲存器，此類儲存器一般斷電後仍然能保存數據。常見的外存儲器有硬碟、軟盤、光碟、U盤等。
(9)寄存器緩存主存磁碟磁帶擴展閱讀
計算機的主存儲器不能同時滿足存取速度快、存儲容量大和成本低的要求，在計算機中必須有速度由慢到快、容量由大到小的多級層次存儲器，以最優的控制調度演算法和合理的成本，構成具有性能可接受的存儲系統。存儲系統的性能在計算機中的地位日趨重要，主要原因是：
1、馮諾伊曼體系結構是建築在存儲程序概念的基礎上，訪存操作約佔中央處理器（CPU）時間的70%左右。
2、存儲管理與組織的好壞影響到整機效率。
3、現代的信息處理，如圖像處理、資料庫、知識庫、語音識別、多媒體等對存儲系統的要求很高。