㈠ 存储系统层次结构包含哪些层
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。
㈡ 在三级存储休系中,Cache-主存和主存-辅存这两个存储层次有何异同
差别太大了,就像太阳跟地球的关系与月亮跟宇宙飞船的关系,这两个关系之间没有可比性。
cache与主存的信息交换速度相当快,主存与副寸之间的交换很慢,因为外寸其实就是外设,需要I/O指令才行,有DMA的可直接交换,没有DMA的需要CPU当中介。
CACHE 与主存之间是以“块”为单位交换的。 主存-辅存之间的方式有页式、段式、段页式、请求分段(页)这几种。
前面的是硬件方面的,后面的是操作系统(软件方面)管理的。
㈢ 计算机的存储系统分为哪几个层次
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,即硬盘,光盘等,容量大,但存取数据慢,计算机都是先把辅存中要读的东西放到主存后处理,然后在依据情况是否写回。
主存即为内存,断电信息丢失,但存取数据块,他的容量大小直接影响计算机运行速度。
㈣ 计算机多层次的存储体系结构包括
计算机存储器采用多层次结构的目的是________。c
a.方便保存大量数据
b.减少主机箱的体积
c.解决存储器在容量、价格和速度三者之间的矛盾
d.操作方便
㈤ 计算机存储系统分为哪几个层次
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。
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。
(5)存储层次扩展阅读:
移动存储特点:
1、获国家保密局认证,安全可靠;
2、与加密系统无缝结合,防护能力倍增;
3、 国内首创,将普通U盘变为加密U盘,彻底解决U盘的方便性带来的风险;
4、 采用双因子认证技术;
5、专用加密移动存储与系统无缝结合,管理更流畅;
6、功能多样,可满足各种不同需求的保密要求;
7、 完善的审计功能,随时掌握U盘持有人的行为。
移动存储功能:
1、集中注册与授权。可通过注册信息实现U盘身份识别和介质追踪;
2、主机身份认证。所有安装客户端的计算机都须经管理员分配实名信息后方可使用;
3、加密上锁。对加密上锁后的U盘需要用户进行身份认证;
4、访问控制。可灵活控制移动存储介质注册策略和信息,设定允许使用的计算机或租;
5、外出拷贝。拷入U盘内的数据可与外界的计算机进行数据交互使用,也可实现定向拷贝;
6、用户审计。移动管理存储系统提供详细的审计记录及审计报告。
主存储器:
存放指令和数据,并能由中央处理器直接随机存取的存储器,有时也称操作存储器或初级存储器。主存储器的特点是速度比辅助存储器快,容量比高速缓冲存储器大。
计算机存储介质:
计算机存储介质是计算机存储器中用于存储某种不连续物理量的媒体。计算机存储介质主要有半导体、磁芯、磁鼓、磁带、激光盘等。
㈥ 计算机存储系统分哪几个层次每一层次主要采用什么存储介质
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,即硬盘,光盘等,容量大,但存取数据慢,计算机都是先把辅存中要读的东西放到主存后处理,然后在依据情况是否写回。
主存即为内存,断电信息丢失,但存取数据块,它的容量大小直接影响计算机运行速度。由于储存速度,储存器各种类的造价问题,及储存器的容量问题,电脑就形成了以CPU内置高速Cache(最快最贵),内存(快速贵),硬盘(便宜容量大),为主的储存方式,而光盘,闪存是方便移动的储存器介质
㈦ 存储器一般分为哪三个层次
如果按读写方式分为只读存储器(ROM)和可擦写存储器(RAM),其中,硬盘、内存等属于RAM,而BIOS内存,一般光盘等则属于ROM;如果按存储类型分可分为外存储器和内存储器,其中硬盘、内存等属于内存储器,光盘、软盘、U盘等则属于外存储器;按介质分可分为硬盘、内存、软盘、光盘等,硬盘和软盘以软磁盘片为介质,U盘、内存等以芯片为介质(读写速度极快),光盘则以塑料基片为介质
㈧ 存储器的主要功能是什么为什么要把存储系统分成若干个不同层次
一、存储器的主要功能:
1、随机存取存储器(RAM)。
2、只读存储器(ROM)。
3、闪存(Flash Memory)。
4、先进先出存储器(FIFO)。
5、先进后出存储器(FILO)。
二、存储器分为若干个层次主要原因:
1、合理解决速度与成本的矛盾,以得到较高的性能价格比。
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。
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。
(8)存储层次扩展阅读:
存储器可做处理器,未来装置有望更加轻薄短小:
有一群跨国研究团队做了实验,并真的成功运用存储器执行一般电脑芯片的运算任务,倘若技术成熟,将有望使手机与电脑等装置更加轻薄。
新加坡南洋理工大学、德国亚琛阿亨工业大学和欧洲最大的跨学科研究中心德国尤利希研究中心组成的研究团队发现,在调整算法后,存储器能如英特尔、高通等传统处理器一般,进行运算处理。
目前市面上的装置或电脑都是透过CPU从存储器提取资讯进行运算处理,以二进制0跟1来实现指令,如字母A是用“01000001”这样8位元的形式来处理或纪录。而存储器ReRAM透过不同电阻态代表0或1的数据状态储存资讯,其实还可实现更高基数的数据状态记录。
研究团队就将ReRAM原型(prototype)调整为0、1、2的三进制,透过这样的高基数运算系统可加速运算任务,并于存储器就可进行逻辑运算。也节省了处理器与存储器间数据传输的时间与功耗的消耗。
研究参与人之一、南洋理工大学资讯工程学系助理教授Chattopadhyay解释,这就像一段很长的会话却只用一个极小的翻译器来转换,是一段耗时且费力的过程,团队所做的就是增加这个小型翻译器的处理容量,使其能更有效的处理数据。
㈨ 1. 简述存储系统层次结构的基本思想
制约计算机存储器设计的问题归纳起来有三个:容量多大?速度多快?价格多贵?
容量多大的问题似乎没有限制,不管容量多大,总要开发出应用来使用它。速度多快的问题在某种意义上更容易回答。为了获得多大的性能,存储器速度必须能够跟上处理器的速度,即当处理器执行指令时,我们不想使它停下来等待指令或操作数。最后一个问题也必须考虑,对于实用的系统,存储器的价格相对于其他部件必须是合理的。
正如人们所预料的,在存储器的3个关键特性即价格、容量和存取时间之间需要进行权衡。任何时候,都有各种技术可用来实现存储系统。在这个技术领域中,存在如下关系:
存取时间越短,每位的价格就越高;
容量越大,每位的价格就越低;
容量越大,存取时间就越长;
很显然,摆在设计者面前的难题是,不仅需要大容量,而且需要低的每位价格,因此希望采用提供大容量存储器的技术。但为了满足性能需求,设计者又必须使用昂贵、容量较小和存取时间快的存储器。
解决这个难题的方法是采用存储器层次结构,而不只是依赖单一的存储部件或技术。下图给出了一个通用存储层次结构,图中从上到下,出现下列情况:
每位价格降低;
容量增大;
存取时间增大;
处理器访问存储器的频度降低;
因此,容量较小、价格较贵、速度较快的存储器可作为容量较大、速度较慢的存储器的补充。这种组织方式成功的关键是最后一项,即处理器访问存储器的频度降低。
条件四有效的基础是访问局部性原理。在程序执行的过程中,处理器访问存储器中的指令和数据倾向于成簇(块)。程序通常通常包含很多迭代循环和子程序,一旦进入了一个循环和子程序,则需重复访问一小组指令。同样,对于表和数组的操作,包含存取一簇簇的数据。在一长段时间内,使用的簇是变动的;而在一小段时间内,处理器主要访问存储器中的固定簇。
因此,通过分层结构组织数据,有可能使存取较低层的百分比低于存取高层存储器的百分比。考虑刚才给出的二级存储器的例子,让第二级的存储器包含所有程序的指令和数据,当前的簇临时放在第一级,第一级的某些簇会不时地交换回第二级,为将要进入第一级的簇腾出空间。然而,平均来说,多数的访问是对第一级中的指令和数据。
这个原则可以应用到二级以上的存储器。考察图所示的分层结构,速度较快、容量较小且价格最贵的存储器是处理器的内部寄存器。下跳两层是主存储器,它是计算机中主要的内存系统。主存储器常用速度更快,容量更小的高速缓存来扩充。
(很多体系结构或组成原理相关的书籍上都有的。回答比较粗糙,建议你参考William Stalling的计算机组织与体系结构,这本书上有对该问题的完整的论述。)
㈩ 存储器的层次体系结构是什么样的
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。