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简述在多级存储体系中

发布时间: 2022-06-19 15:34:48

❶ 现代计算机系统采用的多级存储体系包括哪几部分

第一级是cache,第二级是主存,也就是内存,第三级是外存,也就是硬盘。cache是主存的副本,而主存是硬盘的副本

❷ 什么是多级存储结构为什么要采用这种存储结构

多级存储是一种拓扑结构 ,为了缓解主存储器读写速度慢,不能满足CPU运行速度需要的矛盾,另一方面又
要解决主存储器容量小,存不下更多的程序和数据的难题,当前计算机系统中,
广泛采用了多级结构的存储器系统。它的应用是建立在程序运行的局部性原理之
上的。

❸ 多级存储体系的简介

存储器的多级结构如图1所示。
图中最内层是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,如Pentium CPU中有8个32位的通用寄存器。
高速缓冲存储器(Cache)设置在CPU和主存之间,可以放在CPU 内部或外部。其作用也是解决主存与CPU的速度匹配问题。Cache一般是由高速SRAM组成,其速度要比主存高1到2个数量级。由主存与Cache构成的“主存-Cache存储层次,从CPU来看,有接近于Cache的速度与主存的容量,并有接近于主存的每位价格。通常,Cache还分为一级Cache和二级Cache。
但是,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(又称海量)存储器(由磁带构成)。随着操作系统和硬件技术的完善,主存之间的信息传送均可由操作系统中的存储管理部件和相应的硬件自动完成,从而构成了主存一辅存的价格,从而弥补了主存容量不足的问题。

❹ 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。

❺ 什么是分级的存储体系结构它主要解决了什么问题

分级存储是将数据采取不同的存储方式分别存储在不同性能的存储设备上,减少非重要性数据在一级本地磁盘所占用的空间,还可加快整个系统的存储性能。分级存储是根据数据的重要性、访问频率、保留时间、容量、性能等指标,将数据采取不同的存储方式分别存储在不同性能的存储设备上,通过分级存储管理实现数据客体在存储设备之间的自动迁移。

数据分级存储的工作原理是基于数据访问的局部性。通过将不经常访问的数据自动移到存储层次中较低的层次,释放出较高成本的存储空间给更频繁访问的数据,可以获得更好的性价比。这样,一方面可大大减少非重要性数据在一级本地磁盘所占用的空间,还可加快整个系统的存储性能。

(5)简述在多级存储体系中扩展阅读

在分级数据存储结构中,存储设备一般有磁带库、磁盘或磁盘阵列等,而磁盘又可以根据其性能分为FC磁盘、SCSI磁盘、SATA磁盘等多种,而闪存存储介质(非易失随机访问存储器(NVRAM))也因为较高的性能可以作为分级数据存储结构中较高的一级。一般,磁盘或磁盘阵列等成本高、速度快的设备,用来存储经常访问的重要信息,而磁带库等成本较低的存储资源用来存放访问频率较低的信息。

信息生命周期管理(Information Lifecycle Management,ILM)是StorageTek公司针对不断变化的存储环境推出的先进存储管理理念,ILM试图实现根据数据在整个生命周期过程中不断变化的数据访问需求而进行数据的动态分布。

分级存储和ILM在存储体系结构上基本相同,目标也都是使不同级别的数据在给定时间和不同级别的存储资源能够更好的匹配。二者本质差别是数据分级的标准不同:前者标准为数据近期被访问的概率;后者标准为数据近期对企业的价值。

❻ 计算机系统采用多级存储体系,包括哪三方面

常见的三级存储体系(从CPU往外)是:Cache、主存、外存。 主存储器用来存放需CPU运行的程序和数据。用半导体RAM构成,常包含少部分ROM。可由CPU直接编程访问,采取随机存取方式,即:可按某个随机地址直接访问任一单元(不需顺序寻找),存取时间与地址无关。存储容量较大,常用字节数表示,有时也用单元数×位数表示。速度较快,以存取周期表示。 Cache位于CPU与主存之间(有些Cache集在CPU芯片之中),用来存放当前运行的程序和数据,它的内容是主存某些局部区域(页)的复制品。它用快速的半导体RAM构成,采取随机存取方式。存储容量较小而速度最快。 外存储器用来存放暂不运行但需联机存放的程序和数据。用磁盘、光盘、磁带等构成,磁盘用于需频繁访问场合,光盘目前多用于提供系统软件,而磁带多用于较大系统的备份。CPU不能直接编址访问外存,而是将它当作外围设备调用。磁带采取顺序存取方式。磁盘与光盘采取直接存取(半顺序)方式,先直接定位到某个局部区域,再在其中顺序存取。外存容量可以很大,以字节数表示。由于外存的存取时间与数据所在位置有关,所以不能用统一的存取周期指标来表示。例如磁盘的速度指标可按其工作过程分成三个阶段描述:①平均寻道时间②平均旋转延迟(等待)时间③数据传输率

❼ 在多级层次存储系统中“Cache——主存”层次主要解决什么问题主存——辅存层次主要解决什么问题

Cache—主存层次主要解决CPU和主存速度不匹配的问题,在存储系统中主要对CPU访存起加速作用。从CPU的角度看,该层次的速度接近于Cache,而容量和每位价格却接近于主存。这就解决了存储器的高速度和低成本之间的矛盾。
详见http://wenku..com/link?url=-HGOB--QbgZYIyhxvGT2y4UtJJSem

❽ 计算机系统采用多级存储体系,包括哪三方面如题 谢谢了

常见的三级存储体系(从CPU往外)是:Cache、主存、外存。 主存储器用来存放需CPU运行的程序和数据。用半导体RAM构成,常包含少部分ROM。可由CPU直接编程访问,采取随机存取方式,即:可按某个随机地址直接访问任一单元(不需顺序寻找),存取时间与地址无关。存储容量较大,常用字节数表示,有时也用单元数×位数表示。速度较快,以存取周期表示。 Cache位于CPU与主存之间(有些Cache集在CPU芯片之中),用来存放当前运行的程序和数据,它的内容是主存某些局部区域(页)的复制品。它用快速的半导体RAM构成,采取随机存取方式。存储容量较小而速度最快。 外存储器用来存放暂不运行但需联机存放的程序和数据。用磁盘、光盘、磁带等构成,磁盘用于需频繁访问场合,光盘目前多用于提供系统软件,而磁带多用于较大系统的备份。CPU不能直接编址访问外存,而是将它当作外围设备调用。磁带采取顺序存取方式。磁盘与光盘采取直接存取(半顺序)方式,先直接定位到某个局部区域,再在其中顺序存取。外存容量可以很大,以字节数表示。由于外存的存取时间与数据所在位置有关,所以不能用统一的存取周期指标来表示。例如磁盘的速度指标可按其工作过程分成三个阶段描述:①平均寻道时间②平均旋转延迟(等待)时间③数据传输率

❾ 叙述微型计算机中的多级存储体系以及工作原理

在一个计算机系统中,对存储器的容量、速度和价格这三个基本性能指标都有一定的要求。存储容量应确保各种应用的需要;存储器速度应尽量与CPU的速度相匹配并支持I/O操作;存储器的价格应比较合理。然而,这三者经常是互相矛盾的。例如存储器的速度越快,则每位的价格就越高;存储器的容量越大,则存储器的速度就越慢。按照目前的技术水平,仅仅采用一种技术组成单一的存储器是不可能同时满足这些要求的。只有采用由多级存储器组成的存储体系,把几种存储技术结合起来,才能较好地解决存储器大容量、高速度和低成本这三者之间的矛盾。
存储器的多级结构如图1所示。
图中最内层是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,如Pentium
CPU中有8个32位的通用寄存器。
高速缓冲存储器(Cache)设置在CPU和主存之间,可以放在CPU
内部或外部。其作用也是解决主存与CPU的速度匹配问题。Cache一般是由高速SRAM组成,其速度要比主存高1到2个数量级。由主存与Cache构成的“主存-Cache存储层次,从CPU来看,有接近于Cache的速度与主存的容量,并有接近于主存的每位价格。通常,Cache还分为一级Cache和二级Cache。
但是,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(又称海量)存储器(由磁带构成)。随着操作系统和硬件技术的完善,主存之间的信息传送均可由操作系统中的存储管理部件和相应的硬件自动完成,从而构成了主存一辅存的价格,从而弥补了主存容量不足的问题。
多级存储结构构成的存储体系是一个整体。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(或海量存储器)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。
随着半导体工艺水平的发展和计算机技术的进步,存储器多级结构的构成可能会有所调整,但由多级半导体存储器芯片集成度的提高,主存容量可能会达到几百兆字节或更高,但由于系统软件和应用软件的发展,主存的容量总是满足不了应用的需求,只要这一现状仍然存在,由主存――辅存为主体的多级存储体系也就会长期存在下去。

❿ 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。

(10)简述在多级存储体系中扩展阅读

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。