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计算机系统层次存储结构

当前计算机系统一般会采用层次结构存储数据,请介绍下典型计算机存储系统一般分为
哪几个层次,为什么采用分层存储数据能有效提高程序的执行效率?

答: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。