① 计算机采用的三级存储结构是什么
计算机采用的三级存储结构是高速缓冲存储器，主存储器，辅助存储器。
对于通用计算机，存储层次至少具有三级：CPU寄存器，主存，辅存。较高档的计算机有细分为六层：寄存器，高速缓存，主存，磁盘缓存，磁盘。可移动存储介质。
(1)寄存器缓存主存磁盘磁带扩展阅读：
存储器层次越高访问速度越快，价格越昂贵。
1、主存储器，简称内存或主存，用于保存进程运行时的数据，也成为可执行存储器。CPU控制部件只能从主存储器中获得指令和数据，然后将他们装入内存。或者从寄存器存入主存。
2、寄存器，访问速度很快完全能与CPU协调工作，但价格十分昂贵。
2、高速缓存器：CPU访问一组特定的数据时，总是先查询在高速缓存中是否有需要的数据，若有则直接使用，否则从主存中读取信息。
3、磁盘缓存，因目前磁盘的IO速度远低于贮存的访问速度，因此将频繁使用的一部分磁盘数据和信息暂时存放在磁盘缓存中可减少访问磁盘的次数。磁盘缓存依托于固定磁盘。当需要运行或访问的时候，被调入主存。
② 请问一下，主存，缓存，寄存器，光盘的存储速度和存储容量大小
C
存取速度：寄存器 > Cache > 内存 > 硬盘 > 光盘 > 软盘
具体点说：内存可达数至数十GB/s，硬盘可达几十MB/s ~ 数百MB/s，光盘最高约25MB/s（18倍DVD，蓝光DVD先不算），软盘一般只有数十KB/s。
寄存器属于CPU的一个组成部分而缓存只是集成到CPU封装内完全是和CPU独立的器件。另外二者速度相差很大，寄存器存取速度最快 其次缓存最后是内存。三者容量上的关系就像饭碗、饭锅和米缸的关系，容量越大级别越低，速度越慢与CPU的联系越不密切
③ 计算机组成原理(三)存储系统
辅存中的数据要调入主存后才能被CPU访问
按存储介质，存储器可分为磁表面存储器（磁盘、磁带)、磁心存储器半导体存储器（MOS型存储器、双极型存储器）和光存储器（光盘)。
随机存取存储器（RAM）：读写任何一个存储单元所需时间都相同，与存储单元所在的物理位置无关，如内存条等
顺序存取存储器（SAM）：读写一个存储单元所需时间取决于存储单元所在的物理位置，如磁盘等
直接存取存储器（DAM）：既有随机存取特性，也有顺序存取特性。先直接选取信息所在区域，然后按顺序方式存取。如硬盘等
相联存储器，即可以按内容访问的存储器（CAM）可以按照内容检索到存储位置进行读写，“快表”就是一种相联存储器
读写存储器—即可读、也可写（如：磁盘、内存、Cache）
只读存储器—只能读，不能写（如：实体音乐专辑通常采用CD-ROM，实体电影采用蓝光光盘，BIOS通常写在ROM中）
断电后，存储信息消失的存储器——易失性存储器（主存、Cache）
断电后，存储信息依然保持的存储器——非易失性存储器（磁盘、光盘）
信息读出后，原存储信息被破坏——破坏性读出（如DRAM芯片，读出数据后要进行重写）
信息读出后，原存储信息不被破坏——非破坏性读出（如SRAM芯片、磁盘、光盘）
存储器芯片的基本电路如下
封装后如下图所示
图中的每条线都会对应一个金属引脚，另外还有供电引脚、接地引脚，故可以由此求引脚数目
n位地址对应2 n 个存储单元
假如有8k×8位的存储芯片，即
现代计算机通常按字节编址，即每个字节对应一个地址
但也支持按字节寻址、按字寻址、按半字寻址、按双字寻址
(Dynamic Random Access Memory，DRAM)即动态RAM，使用栅极电容存储信息
(Static Random Access Memory，SRAM)即静态RAM，使用双稳态触发器存储信息
DRAM用于主存、SRAM用于Cache，两者都属于易失性存储器
简单模型下需要有 根选通线，而行列地址下仅需 根选通线
ROM芯片具有非易失性，断电后数据不会丢失
主板上的BIOS芯片（ROM），存储了“自举装入程序”，负责引导装入操作系统（开机）。逻辑上，主存由 辅存RAM+ROM组成，且二者常统一编址
位扩展的连接方式是将多个存储芯片的地址端、片选端和读写控制端相应并联，数据端分别引出。
字扩展是指增加存储器中字的数量，而位数不变。字扩展将芯片的地址线、数据线、读写控制线相应并联，而由片选信号来区分各芯片的地址范围。
实际上，存储器往往需要同时扩充字和位。字位同时扩展是指既增加存储字的数量，又增加存储字长。
两个端口对同一主存操作有以下4种情况：
当出现(3)(4)时，置“忙”信号为0，由判断逻辑决定暂时关闭一个端口（即被延时），未被关闭的端口正常访问，被关闭的端口延长一个很短的时间段后再访问。
多体并行存储器由多体模块组成。每个模块都有相同的容量和存取速度，各模块都有独立的读写控制电路、地址寄存器和数据寄存器。它们既能并行工作，又能交义工作。多体并行存储器分为高位交叉编址（顺序方式)和低位交叉编址（交叉方式)两种.
①高位交叉编址
②低位交叉编址
采用“流水线”的方式并行存取（宏观上并行，微观上串行）,连续取n个存储字耗时可缩短为
宏观上，一个存储周期内，m体交叉存储器可以提供的数据量为单个模块的m倍。存取周期为T，存取时间/总线传输周期为r，为了使流水线不间断，应保证模块数
单体多字系统的特点是存储器中只有一个存储体，每个存储单元存储m个字，总线宽度也为m个字。一次并行读出m个字，地址必须顺序排列并处于同一存储单元。
缺点：每次只能同时取m个字，不能单独取其中某个字；指令和数据在主存内必须是连续存放的
为便于Cache 和主存之间交换信息，Cache 和主存都被划分为相等的块，Cache 块又称Cache 行，每块由若干字节组成。块的长度称为块长(Cache 行长)。由于Cache 的容量远小于主存的容盘，所以Cache中的块数要远少于主存中的块数，它仅保存主存中最活跃的若干块的副本。因此 Cache 按照某种策略，预测CPU在未来一段时间内欲访存的数据，将其装入Cache.
将某些主存块复制到Cache中，缓和CPU与主存之间的速度矛盾
CPU欲访问的信息已在Cache中的比率称为命中率H。先访问Cache，若Cache未命中再访问主存，系统的平均访问时间t 为
同时访问Cache和主存，若Cache命中则立即停止访问主存系统的平均访问时间t 为
空间局部性：在最近的未来要用到的信息(指令和数据)，很可能与现在正在使用的信息在存储空间上是邻近的
时间局部性：在最近的未来要用到的信息，很可能是现在正在使用的信息
基于局部性原理，不难想到，可以把CPU目前访问的地址“周围”的部分数据放到Cache中
直接映射方式不需要考虑替换算法，仅全相联映射和组相联映射需要考虑
①随机算法(RAND):若Cache已满，则随机选择一块替换。实现简单，但完全没考虑局部性原理，命中率低，实际效果很不稳定
②先进先出算法(FIFO):若Cache已满，则替换最先被调入Cache的块。实现简单，依然没考虑局部性原理
③近期最少使用算法(LRU):为每一个Cache块设置一个“计数器”，用于记录每个Cache块已经有多久没被访问了。当Cache满后替换“计数器”最大的.基于“局部性原理”，LRU算法的实际运行效果优秀，Cache命中率高。
④最不经常使用算法(LFU):为每一个Cache块设置一个“计数器”，用于记录每个Cache块被访问过几次。当Cache满后替换“计数器”最小的.并没有很好地遵循局部性原理，因此实际运行效果不如LRU
现代计算机常采用多级Cache，各级Cache之间常采用“全写法+非写分配法”；Cache-主存之间常采用“写回法+写分配法”
写回法(write-back)：当CPU对Cache写命中时，只修改Cache的内容，而不立即写入主存，只有当此块被换出时才写回主存。减少了访存次数，但存在数据不一致的隐患。
全写法(写直通法，write-through)：当CPU对Cache写命中时，必须把数据同时写入Cache和主存，一般使用写缓冲(write buffer)。使用写缓冲，CPU写的速度很快，若写操作不频繁，则效果很好。若写操作很频繁，可能会因为写缓冲饱和而发生阻塞访存次数增加，速度变慢，但更能保证数据一致性
写分配法(write-allocate)：当CPU对Cache写不命中时，把主存中的块调入Cache，在Cache中修改。通常搭配写回法使用。
非写分配法(not-write-allocate)：当CPU对Cache写不命中时只写入主存，不调入Cache。搭配全写法使用。
页式存储系统：一个程序(进程)在逻辑上被分为若干个大小相等的“页面”， “页面”大小与“块”的大小相同 。每个页面可以离散地放入不同的主存块中。CPU执行的机器指令中，使用的是“逻辑地址”，因此需要通“页表”将逻辑地址转为物理地址。页表的作用：记录了每个逻辑页面存放在哪个主存块中
逻辑地址（虚地址）：程序员视角看到的地址
物理地址（实地址）：实际在主存中的地址
快表是一种“相联存储器”，可以按内容寻访，表中存储的是页表项的副本；Cache中存储的是主存块的副本
地址映射表中每一行都有对应的标记项
主存-辅存：实现虚拟存储系统，解决了主存容量不够的问题
Cache-主存：解决了主存与CPU速度不匹配的问题
④ 存储设备主要有哪几种
硬盘：
硬盘是用来存储数据的仓库。看到“硬盘”这个名字，有的同学可能会问，硬盘外面看起明明是个盒子为什么叫个“盘”呢？这是因为传统的机械硬盘（HDD）盒子般的外表下藏着一张（或者几张）盘子的“心”。我们存在电脑上的数据都在这些盘子里，这些盘子的学名叫“磁盘”。磁盘上方有一个名叫“磁头”的部件，当电脑从磁盘上存读数据的时候，“磁头”就会与“磁盘”摩擦摩擦，魔鬼般的步伐…当然不是真的“摩擦”，它们之间是通过“心灵（电磁）感应”实现交流的。传统的机械硬盘容量已经从G时代步入了T时代，它的量价比（存储容量/价格）是最大的（嗯，给日本大姐姐们安家很合适）。
固态硬盘（SSD）是近几年渐渐被普及的新产品，相比HDD来说，固态硬盘的这个“盘”字就有点名不副实了。SSD用闪存替代了HDD的“磁盘”来作为存储介质，直接通过电流来写入、读取数据，摒弃了HDD中的机械操作过程，并且SSD的读和写可以将一个完整数据拆成多份，在主控的控制下并行操作，这样就大大提高了读写的吞吐量。一般来说固态硬盘的随机存取速度（读取大量小文件）比HDD快几十倍甚至上百倍，持续存取速度（一次读取一个大文件）也比HDD快一倍以上。不过相对HDD来说，SSD还是硬盘界的高富帅，相同容量的SSD的售价可以买十几块同容量的HDD。
U盘、SD卡、MiniSD卡和各种卡：
这几类产品都是用闪存作为存储介质的常用存储设备，不过相比SSD而言，存储容量较小（人家身材好嘛），也没有复杂的主控电路实现数据的并行写入，所以存取速度上比SSD慢不少。 U盘的英文名是“USB flash disk”，名字中有个“USB”，顾名思义，这种“盘”经常与电脑上的USB接口插来插去，一般用来做数据中转站。
⑤ 计算机哪些部件可用于存储信息,按其速度,容量,价格排序说明
寄存器、Cache、主存、硬盘。
按速度由高至低：寄存器、Cache、主存、硬盘；
按容量由小至大：寄存器、Cache、主存、硬盘；
按价格/位由高至低：寄存器、Cache、主存、硬盘。
⑥ 存取周期中内存里存储器排序是什么
寄存器组和搜、高速缓冲存储器、主存、活动头硬磁盘、磁带、软磁盘。存储器是用来存储程序和各种数据信息的记忆部件，其存取周期中内存里排序是寄存器组、高速缓冲存储唤备历器、主存、活动头硬磁盘、磁带、软磁盘。排序是计算机内经常进行的一种操作，其目的是将一组无序的记录序列调整为有序的记录滚戚序列。
⑦ 计算机的多级储存系统系统的组成及优点
答：一、计算机的多级储存系统的组成
1、最内层是CPU中的通用寄存器，很多运算可直接在CPU的通用寄存器中进行，减少了CPU与主存的数据交换，很好地解决了速度匹配的问题，但通用寄存器的数量是有限的一般在几个到几百个之间。
2、高速缓冲存储器设置在CPU和主存之间，可以放在CPU 内部或外部。
3、以上两层仅解决了速度匹配问题，存储器的容量仍受到内存容量的制约。
因此，在多级存在储结构中又增设了辅助存储器（由磁盘构成）和大容量存储器（由磁带构成）。
二、计算机的多级储存系统的优点
从CPU看来，这个整体的速度接近于Cache和寄存器的操作速度、容量是辅存的容量，每位价格接近于辅存的位价格。
从而较好地解决了存储器中速度、容量、价格三者之间的矛盾，满足了计算机系统的应用需要。
三、存储层次
1、在计算机系统中存储层次可分为高速缓冲存储器、主存储器、辅助存储器三级。
2、高速缓冲存储器用来改善主存储器与中央处理器的速度匹配问题。
3、辅助存储器用于扩大存储空间。
⑧ 各种存取速度快慢排序。 磁带，软磁盘，硬磁盘，光盘，硬盘，软盘,RAM. ROM.U盘，内存，主储存器
顺序：寄存器>高速缓存器>内存>硬盘=>光盘=>优盘=>软盘 主储存器 >RAM >ROM> 内存 >硬盘=>光盘=>U盘>软盘 >硬磁盘>软磁盘>磁带。
寄存器的功能是存储二进制代码，它是由具有存储功能的触发器组合起来构成的。一个触发器可以存储1位二进制代码，故存放n位二进制代码的寄存器，需用n个触发器来构成。
(8)寄存器缓存主存磁盘磁带扩展阅读：
在计算机领域，寄存器是CPU内部的元件，包括通用寄存器、专用寄存器和控制寄存器。寄存器拥有非常高的读写速度，所以在寄存器之间的数据传送非常快。
Cortex-M4总共有18个寄存器，相比传统ARM（如ARM7/ARM9/Cortex-A系列）的38个寄存器已减少很多，减少了内核核心面积(Die-size)。
对于编译器非常友好易用，例如：包含灵活的寄存器配置，任意寄存器之间可实现单周期乘法，任意寄存器可以作为数据、结构或数组的指针。此外，Cortex-M4还包含4个特殊功能寄存器PRIMASK、FAUI。TMASK、BASEPRI和CONTROL。
⑨ 简述计算机三级存储体系结构
在计算机系统中存储层次可分为高速缓冲存储器、主存储器、辅助存储器三级。高速缓冲存储器用来改善主存储器与中央处理器的速度匹配问题。辅助存储器用于扩大存储空间。
1、高速缓冲存储器
存在于主存与CPU之间的一级存储器， 由静态存储芯片(SRAM)组成，容量比较小但速度比主存高得多， 接近于CPU的速度。在计算机存储系统的层次结构中，是介于中央处理器和主存储器之间的高速小容量存储器。它和主存储器一起构成一级的存储器。高速缓冲存储器和主存储器之间信息的调度和传送是由硬件自动进行的。
2、主存储器（Main memory）
计算机硬件的一个重要部件，其作用是存放指令和数据，并能由中央处理器（CPU）直接随机存取。现代计算机是为了提高性能，又能兼顾合理的造价，往往采用多级存储体系。即由存储容量小，存取速度高的高速缓冲存储器，存储容量和存取速度适中的主存储器是必不可少的。
主存储器是按地址存放信息的，存取速度一般与地址无关。32位（比特）的地址最大能表达4GB的存储器地址。这对多数应用已经足够，但对于某些特大运算量的应用和特大型数据库已显得不够，从而对64位结构提出需求。
3、外储存器
辅助存储器又称外存储器（简称外存）。指除计算机内存及CPU缓存以外的储存器，此类储存器一般断电后仍然能保存数据。常见的外存储器有硬盘、软盘、光盘、U盘等。
(9)寄存器缓存主存磁盘磁带扩展阅读
计算机的主存储器不能同时满足存取速度快、存储容量大和成本低的要求，在计算机中必须有速度由慢到快、容量由大到小的多级层次存储器，以最优的控制调度算法和合理的成本，构成具有性能可接受的存储系统。存储系统的性能在计算机中的地位日趋重要，主要原因是：
1、冯诺伊曼体系结构是建筑在存储程序概念的基础上，访存操作约占中央处理器（CPU）时间的70%左右。
2、存储管理与组织的好坏影响到整机效率。
3、现代的信息处理，如图像处理、数据库、知识库、语音识别、多媒体等对存储系统的要求很高。