存储系统按存储层次越往上

㈠ 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。

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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，在调整演算法后，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。

㈡ 什么是存储器的分层结构

存储器的分层结构是指微机的存储器系统由寄存器、Cache、主存储器、磁盘、光盘等多个层次由上至下排列组成。分层结构的顶端，存储访问速度最快，单位价格最高，存储容量最小。自上而下速度越来越低，而容量越来越大，单位价格越来越低。

㈢ 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。

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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。

㈣ 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。）

㈤ 存储器层次结构主要体现在什么地方为什么要分这些层次，计算机如何管理这些层次

cpu的内部
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。

㈥ 存储系统的层次结构是怎样的

第一层：梁游通用寄存器堆 第二层：指令与数据缓冲栈 第三层：高速缓皮燃冲存储器 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、光盘存储器燃渣虚等） 这就是存储器的层次结构~~~ 主要体现在访问速度~~~ 1,设...

㈦ 存储系统包含哪三层

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册岩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。巧散

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，这个整体的州宽御速度接近于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。

㈧ 计算机存储系统一般是指

计算机系统中的存储器系统是指计算机中由存放程序和数据的各种存储设备、控制部件及管理信息调度的设备（硬件）和算法（软件）所组成的系统。

存储系统是计算机的重要组成部分之一。存储系统提供写入和读出计算机工作需要的信息（程序和数据）的能力，实现计算机的信息记忆功能。现代计算机系统中常采用寄存器、高速缓存、主存、外存的多级存储体系结构。

计算机存储系统的核心是存储器，存储器是计算机中必不可少、用来存储程序和数据的记忆设备。

内部存储器（简称内存）主要存储计算机当前工作需要的程序和数据，包括高速缓冲存储器（Cache，简称缓存）和主存储器。目前构成内存的主要是半导体存储器。外部存储器（简称外存）主要有磁性存储器、光存储器和半导体存储器三种实现方式，存储介质有硬磁盘、光盘、磁带和移动存储器等。

现代计算机系统多级存储体系结构如下图6-1，其中越顶端的越靠近CPU，存储器的速度越快、容量越小、每位的价格越高。采用这种组织方式能较好地解决存储容量、速度和成本的矛盾，提供一个在价格、容量上逻辑等价于最便宜的那一层存储器，而访问速度接近于存储系统中最快的那层存储器。

存储系统的层次化结构

存储系统的层次化结构可以分为5级：寄存器组、高速缓存Cache、主存、虚拟存储器和外部存储器。

其中，寄存器组总是在CPU内部，程序员可通过寄存器名访问，无总线操作，访问速度最快；

其余4级均在CPU外部，Cache和主存构成内存储系统，程序员通过总线寻址访问存储单元，访问速度较寄存器差；虚拟存储器对程序员而言是透明的 ；外部存储系统容量大，需通过I/O接口与CPU交换数据，访问速度最慢。

㈨ 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。

1、高速缓冲存储器

高速缓冲存储器是存在于主存与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

是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。

3、辅助存储器

即外储存器，是指除计算机内存及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。

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存储保护：

近代计算机系统资源为一同执行的多个用户程序所共享。就主存来说，它同时存有多个用户的程序和系统软件。

为使系统正常工作，必须防止由于一个用户程序出错而破坏同时存在主存内的系统软件或其他用户的程序，还须防止一个用户程序不合法地访问并非分配给它的主存区域。因此，存储保护是多道程序和多处理机系统必不可少的部分。

主存保护是存储保护的重要环节。主存保护一般有存储区域保护和访问方式保护。存储区域保护可采用界限寄存器方式，由系统软件经特权指令给定上、下界寄存器内容，从而划定每个用户程序的区域，禁止越界访问。

㈩ 计算机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。