计算机系统中包含各种存储器,如CPU内部的通用寄存器组、CPU内的Cache(高速缓存)、CPU外部的Cache、主板上的主存储器、主板外的联机磁盘存储器以及脱机的磁带存储器和光盘存储器等。不同特点的存储器通过适当的硬件、软件有机地组合在一起形成计算机的存储体系结构。
存储器的层次结构

存储器的分类

相联存储器
相联存储器是一种按内容访问的存储器。
其工作原理就是把数据或数据的某一部分作为关键字,按顺序写入信息,读出时并行地将该关键字与存储器中的每一单元进行比较,找出存储器中所有与关键字相同的数据字,特别适合信息的检索与更新。

输入检索寄存器:存放要检索的内容(关键字);
屏蔽寄存器:屏蔽不参与检索的字段;
比较器:将检索的关键字与存储体的每一单元进行比较,为了提高速度,比较器一般比较多;
匹配寄存器:存储比较结果;
相联存储器可用在高速缓冲器中,在虚拟存储器中用来作为段表、页表或快表存储器。
高速缓存
高速缓存用来存放当前最活跃的程序和数据,特点:位于CPU和主存之间;容量一般在几千字节到几兆字节之间;速度一般比主存快5~10倍,由快速半导体存储器构成;内容

本文探讨了计算机系统中的存储层次结构,包括高速缓存、虚拟存储器和外存储器。高速缓存通过地址映像方法如直接映像、全相联映像和组相联映像提高访问速度,而虚拟存储器提供了一个逻辑存储器的抽象,通过内存管理单元将虚拟地址转换为物理地址。此外,外存储器如磁盘阵列技术用于存储大量数据,提高了系统的存储能力。
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